«Закон существования Бога» оказался частным случаем более сложного закона

Открыт 2-й закон термодинамики взаимодействующих систем

Image for post
Image for post
Heather W Ernst “Entropy”, 2020

2 закон термодинамики с давних времен считался самым совершенным и неопровержимым законом физики. Этот закон трансформации сложности в хаос столь велик и значим, что долгое время трактовался, как доказательство существования Бога. Позже он был отвергнут вместе с Богом диалектическим материализмом. А еще позже был снова возведен на высший пьедестал физических законов, а затем и обновленного закона эволюции.

Положения о том, что эволюция — есть сопротивление энтропии, что информация и энтропия определяют механизмы эволюции жизни, — в 21 веке стали основаниями обновленной картины мира. Но как и прежде, в глубине фундамента обновленной научной картины мира незыблемо оставался 2-й закон термодинамики, гласивший — средняя энтропия замкнутой системы — грубо говоря, ее «беспорядок» — всегда увеличивается со временем.

Оставалось, правда, одно противоречие, принципиально портившее этот фундамент.

2-й закон термодинамики ничего не говорит о том, что произойдет, если замкнутая система будет состоять из взаимодействующих подсистем.

И если для неживой природы с этим можно было смириться, то для жизни это вообще не подходило.

Ведь жизнь сложна и состоит из различных подсистем — автономных систем в рамках большего целого. Например, микроскопические клетки и их окружение можно разделить на множество различных подсистем: рибосома, клеточная стенка и внутриклеточная среда, окружающая клетку. И получалось, что в основу понимания процессов жизни был заложен закон, рассматривающий любую живую биологическую форму, как одну монолитную систему.

А что было делать? Другого, 2-го закона термодинамики, обобщенного для вложенных взаимодействующих систем, у науки не было. И вот он появился.

Долгие годы работы профессора Дэвида Волперта позволили сформулировать и математически описать прорывное открытие — расширение 2-го закона термодинамики для взаимодействующих систем (т.е. применимого и для живых систем). И оказалось, что для взаимодействующих систем . 2-й закон термодинамики работает иначе, чем для монолитных систем: существует ненулевая нижняя граница при производстве энтропии, которая является следствием способа соединения подсистем. Другими словами, системы, состоящие из взаимодействующих подсистем, имеют более высокий уровень производства энтропии, чем единая однородная система.

Вот так, математически непросто, теперь выглядит энтропия системы, состоящей из N подсистем (A ∈ N).

Конечно, остается еще много вопросов. Текущий результат не учитывает силу связей между подсистемами. Он также не говорит, что происходит, когда в сеть подсистем встраиваются новые подсистемы. На эти и другие вопросы еще предстоит найти ответы.

Но самое главное в этом прорыве уже произошло. Открыта и математически описана более общая и более объяснительно мощная форма 2-го закона термодинамики, учитывающая специфику биологических систем.

Это открытие, в сочетании с новой теорией термодинамики вычислений Волперта, вплотную подводит науку к открытию новой физики, способной дать новое понимание вычислительных возможностей жизни и нежити. И в том числе, самой важной нежити — систем на основе ИИ технологий.

На приложенном рис. из работы Волперта показаны вероятностные связи между тремя подсистемами — (А) рибосомой, (В) внутриклеточной средой и (С) рецепторами клеточной стенки. A должен использовать B в качестве посредника, т.к. не может взаимодействовать непосредственно с C. Это ограничение и приводит к более высокому уровню производства энтропии.

________________________________

Спасибо за просмотр! Ставьте лайки и подписывайтесь на канал. Всего доброго!

Written by

Малоизвестное интересное на стыке науки, технологий, бизнеса и общества - содержательные рассказы, анализ и аннотации

Get the Medium app

A button that says 'Download on the App Store', and if clicked it will lead you to the iOS App store
A button that says 'Get it on, Google Play', and if clicked it will lead you to the Google Play store