Самоорганизация ускоряет рост энтропии?
Где больше энтропии: в джунглях смутных,
за солнца луч идёт там вечный бой?
Нет, в солнцем залитых краях верблюдных,
сверкающих от счастья быть собой.
Где энтропия растёт быстрее?
Прохлада лесов, сохраняясь в любую жару, свидетельствует о полноте переработки солнечной энергии в зёрнах хлорофилла – лишь часть её деградирует до теплового уровня, тогда как в пустыне на нагрев уходит почти всё. М. Никитин пишет: «Биосфера в целом эксплуатирует энергию Солнца, т. е. градиент температуры между Солнцем и холодным космосом; этот градиент используется путем поглощения солнечного света в ходе фотосинтеза и излучения тепла в космос с поверхности планеты. На космических снимках хорошо видно, что богатые жизнью области планеты – леса и прибрежные воды – темнее, чем остальная суша или океан». (М. Никитин. Происхождение жизни. От туманности до клетки. // М. 2018 )
. То есть при равном притоке энергии излучение тепла в космос жизнью меньше, чем безжизненными областями. Это следует и из мысли В.И. Вернадского: «В особой земной оболочке, которой является биосфера, характеризуемая необратимыми процессами, жизнь будет увеличивать, а не уменьшать с ходом времени свободную энергию этой оболочки». Ведь увеличить энергию жизнь может, лишь замедляя её возврат в космос. В основном – путём фиксации энергии в различных химических соединениях.
Закон эволюционной дисфункционализации
Однако А.П. Назаретян пишет: «…платой за поддержание неравновесных процессов служит ускоренный рост энтропии среды. Монотонное наращивание антиэнтропийной активности (агрессии) со временем оборачивается своей противоположностью - опасностью катастрофического роста энтропии среды, а с ней и самой системы-агента. Такое превращение продуктивных механизмов сохранения неравновесной системы в контрпродуктивные столь регулярно обнаруживается на различных стадиях биологической и социальной эволюции, что обобщение эмпирических свидетельств позволяет выделить универсальный закон эволюционной дисфункционализации» «Антропология насилия и культура самоорганизации» М. 2012.
Но что такое "антиэнтропийная активность"? Если, борясь с энтропией в офисе, просто выбрасывать мусор из окна, то да, его гора раньше или позже погребёт любой небоскрёб. Но дисфункционализация, о которой пишет Назаретян, происходит не потому, что производится много мусора, а потому, что он не утилизируется средой. Так, кислород, не усваивавшийся анаэробной жизнью, привёл 2 млрд. лет назад к её катастрофе. Позже кислорода стало намного больше, но между производством и утилизацией установился баланс. Аэробная жизнь превратила кислород из проблемы в возможность. Пластик, которым мы заваливаем Землю сегодня, на наших глазах превращается в угрозу современной жизни. Станет ли он возможностью? Как знать.
Дисфункционализациия – это необходимый аспект эволюции, развитие противоположности, борьба с которой ведёт к совершенству. Но при чём тут энтропия?
Деградация энергии
Лес диссипирует (рассеивает) энергию не только в виде тепла (энтропии в точном смысле слова). Она выбрасывается в окружающую среду также с парами воды, кислородом, увядшими листьями, отмершей древесиной и т.д. Но это не деградировавшая энергия! Хотя для леса всё это – отходы, их структура (придающая прочность древесине), активность (химические возможности кислорода), ценность органических соединений (в листве и плодах) используются другими формами жизни, как ценный стройматериал, источник высокоорганизованной энергии или иным образом. Почти вся энергия, используемая биосферой и человечеством, преобразуется в зёрнах хлорофилла и постепенно деградирует в организмах простейших, травоядных, хищников, на каждом этапе частично превращаясь в тепло, но частично – обогащаясь и усложняясь! Неутилизированные отходы накапливались сотни миллионов лет в виде угля, нефти и газов и сжигаются сегодня людьми. То есть самоорганизация, достигшая высокого уровня сложности – жизнь, существовала и развивалась до появления деятельного человечества, производя меньше энтропии, чем безжизненная планета. Невозвращённая в космос энергия накапливалась в виде мела, известняка, иных окаменелостей, углеводородов, регулярно заменяемых атмосферных газов и находящейся в постоянном движении биомассы.
Назаретян и его единомышленники полагают, что ускорение производства энтропии самоорганизациями якобы следует из теории диссипативных структур И.Р. Пригожина. Однако, согласно теореме Пригожина, в стационарном состоянии энергия входящего в систему упорядоченного потока должна быть равна энергии исходящего неупорядоченного (энтропийного). Возмущения, вызываемые увеличением входящего потока энергии, нарушают условие стационарности, поэтому самоорганизация, чтобы её восстановить, должна увеличивать производство и выброс энтропии. Может это произойти и без дополнительной энергии, если в системе есть аккумуляторы, временно сохраняющие её излишки. Возможность сохранять энергию и тратить при необходимости лишает тезис Назаретяна категоричности. Достаточно сложная самоорганизация может УСКОРЯТЬ производство энтропии, извлекая энергию из запасов (как мы делаем сегодня, сжигая углеводороды), либо ЗАМЕДЛЯТЬ, сохраняя её тем или иным способом (как это долго делала биосфера). Это возможно только временно, но границы у этой «временности» нет, протоны, нейтроны, ядра атомов хранят энергию миллиарды лет. Ускорение характерно для бурно развивающихся систем. Плавный рост биосферы до появления человека позволял ей находить способы экономить и запасать энергию.
Ни ускорение, ни замедление не роста энтропии не противоречит второму началу термодинамики. Хотя он запрещает самопроизвольное убывание энтропии, скорость её роста определяется только другим законом Пригожина, утверждающим, что она быстро достигает некоторого предела, после чего, в зависимости от условий, либо перестаёт расти, либо растёт медленно. Река может образовать водопад, срывающийся с обрыва, быстро превращая потенциальную энергию в тепловую форму. А может спускаться плавно, орошая землю и поддерживая жизнь на ней. Или вырабатывать электрическую энергию в турбинах ГЭС. Этап быстрого роста может бытьсокращён, а медленного – увеличен. Такое экономное расходование энергии, как правило, выгоднее системам, часто неспособным быстро её переварить.
Вывод: самоорганизация может вовлекать в процесс своего развития дополнительный объём энергии, однако, благодаря меньшей скорости её деградации производство энтропии может не только не ускоряться, но даже замедляться. Человечество существенно нарушает сложившийся в биосфере баланс. Особенно после начала индустриальной эры производство энтропии недопустимо увеличивается. Остаётся надеяться, что уже в ближайшее время эта тенденция будет сломлена, но усилия для этого должны приложить все.
Комментарии 0
Войдите, чтобы оставить комментарий.
Будьте первым, кто прокомментирует эту запись.