Ervin Šredinger
Za ovaj vikend na čitanje vam donosimo odlomak iz knjige Ervina Šredingera: “Šta je to život?”. Manje je poznato da se Šredinger okrenuo problemu i pitanju života tokom Drugog svetskog rata, iz njegovih predavanja na Triniti Koledžu u Dablinu nastala je ova knjiga. Priča se da je ova knjiga uticala i na Frensisa Krika, inače po obrazovanju fizičara. Kako god, ova knjiga danas više ima istorijsku vrednost, a odlomak koji vam donosimo jeste jedan od najbitnijih delova u knjizi. Knjiga je prevedena i na srpski izdanje “Vuk Karadžić” (Beograd, 1990), biblioteka Zodijak, uz malo sreće može se naći u antikvarnicama. Uživajte!
ŽIVA MATERIJA IZMIČE NARUŠAVANJU RAVNOTEŽE
Šta čini karakteristično svojstvo života? Kada se kaže da je neki deo materije živ? Onda kada prestaje da čini „nešto“, da se kreće, razmenjuje materiju s okolinom itd., a to mnogo duže vremena nego što bi očekivali da neživa materija, pod sličnim okolnostima može da uradi. Kada se neki neživi sistem izdvoji ili postavi u uniformnu sredinu, veoma brzo prestaju sve vrste kretanja, što je rezultat dejstva raznovrsnih sila trenja; razlike električnog ili hemijskog potencijala se izjednačuju, temperatura putem toplotnog provođenja postaje jedinstvena. Nakon toga se ceo sistem svodi na mrtav, inertan deo materije. Dostiže se jedno nepromenljivo stanje u kome se ništa ne zapaža. To stanje fizičar naziva „termodinamičkom ravnotežom“ ili „stanjem sa maksimalnom entropijom“.
U praksi se stanje ove vrste obično veoma brzo dostiže. Teorijski, to često nije apsolutna ravnoteža, stanje sa stvarno maksimalnom entropijom. Međutim, u tom slučaju, dostizanje konačne ravnoteže je veoma sporo. Ono može trajati satima, godinama, vekovima… Navedimo primer u kome je približavanje ravnoteži još dovoljno brzo: ako dve čaše, od kojih je jedna napunjena čistom vodom a druga zaslađenom, postavimo u hermetički zatvorenu kasetu na stalnoj temperaturi, izgledaće u početku da se ništa ne događa i nametnuće se utisak o potpunoj ravnoteži. Ali posle nekoliko dana primetićemo da čista voda, zbog svog nižeg napona pare, polako isparava i kondezuje se u rastvoru. Druga čaša će se preliti. Tek kada čista voda potpuno ispari, šećer će postići svoj cilj – rasporediće se po svoj raspoloživoj vodi.
Ta krajnje spora približavanja ravnoteži u slučaju života ne mogu biti rđavo usmerena, pa se na njih ovde ne moramo obazirati.
ŽIVA MATERIJA SE HRANI „NEGATIVNOM ENTROPIJOM“
Baš to izbegavanje brzog raspada koji prouzrokuje inertno stanje ravnoteže čini organizam zagonetnim; toliko zagonetnim da se od najranijih vremena ljudske misli smatralo, a ponegde se još smatra, da neka osobena nefizička ili natprirodna sila (vis via, entelehija) deluje u organizmu.
Kako to živi organizam izmiče raspadu? Odgovor je očevidan: jedući, pijući i dišući i (u slučaju biljaka) asimilirajući. Stručni naziv je metabolizam. Odgovarajuća grčka reč znači menjati ili razmenjivati. O kakvoj razmeni je reč? U osnovi je, nesumnjivo, ideja o razmeni materije. (Na primer nemački izraz za metabolizam je Stoffwechsel.) Ipak, apsurdno je smatrati razmenu materije suštinskom. Bilo koji atom azota, kiseonika, sumpora itd., podjednako je dobar kao i svaki drugi iz odgovarajuće vrste; šta bi se moglo postići njihovom razmenom? Naša radoznalost te vrste umirena je u poslednje vreme saznanjem da se hranimo energijom. U jednoj veoma naprednoj zemlji (ne i u obe) mogli ste pronaći u jelovniku, pored cene, energetski sadržaj svakog jela. Nepotrebno je reći da je to smešno. Jer, za odrastao organizam energetski sadržaj, kao i materijalni, stacionaran je. Bilo koja kalorija je vredna kao i svaka druga, pa nije mogućno saznati na koji bi način puka razmena materije mogla delovati.
Šta je onda to tako dragoceno sadržano u našoj hrani što nas spasava od smrti? Odgovor je jednostavan. Svaki proces, događaj, zbivanje – nazovite ga kako želite, jednom rečju, sve što se dešava u prirodi znači priraštaj entropije u onom delu sveta u kome se taj događaj zbiva. Prema tome, živi organizam neprestano povećava svoju entropiju, i na taj način teži opasnom stanju maksimalne entropije, tj. Smrti. On može jedino usporavati taj proces neprestanim uzimanjem negativne entropije (koja je zapravo nešto veoma pozitivno, kako ćemo ubrzo videti) iz svoje okoline. Dakle, ono čime se organizam hrani je negativna entropija. Ili da, formulišemo, to manje paradoksalno, suštinska stvar u metabolizmu je da se organizam uspešno oslobađa svake entropije koju ne može da stvara dok živi.
ŠTA JE ENTROPIJA?
Dopustite mi prvo da naglasim da entropija nije neki magloviti pojam ili ideja, već merljiva fizička veličina baš kao dužina štapa, temperatura u bilo kojoj tački tela, toplota topljenja određenog kristala ili specifična toplota bilo koje date supstance. Na apsolutnoj nuli temperature (grubo, na -273°C) entropija svake supstance jednaka je nuli. Kada prevedete supstancu u bilo koje drugo stanje sporim, reverzibilnim i malim promenama (čak ako ona usled toga menja svoja fizička ili hemijska svojstva ili se raspada u više delova različitih fizičkih i hemijskih svojstava), entropija se povećava za iznos koji se izračunava sumom količnika svake male količine toplote, koja je morala biti utrošena za odgovarajuću malu transformaciju, i aspolutne temperature pri kojoj se promena dogodila. Poslužimo se primerom. Kada topimo čvrsto telo, njegova entropija se povećava za iznos jednak količniku toplote topljenja i odgovarajuće temperature. Otuda zaključujemo da se entropija izražava u jedinicama cal/°C.
Read the rest of this entry »
Širi dalje
