энтропии и второго закона термодинамики.
Для примера можно рассмотреть раствор, где молекулы вещества свободно перемещаются, энтропия системы высока. Молекулы находятся в хаотичном движении, и их расположение в пространстве не имеет порядка, где каждая молекула может свободно передвигаться, и создавать восхитительный беспорядок, такой-же как непоседливые малыши оставленные без присмотра.
Однако при определенных условиях (например, при охлаждении раствора или испарении растворителя) молекулы начинают притягиваться друг к другу как влюбленные и самопроизвольно организовываться в упорядоченные структуры – кристаллы.
Это происходит потому, чтос силы притяжения между молекулами стремятся расположить их в наиболее энергетически выгодных конфигурациях, что приводит к образованию упорядоченных структур.
А так-же когда молекулы образуют кристаллы, их потенциальная энергия уменьшается. Это означает, что система становится более стабильной и ее энтропия снижается. Но при этом энтропия вокруг должна увеличиваться и энтропия в целом не уменьшается. Тут с физикой всё хорошо, второй закон термодинамики работает отлично. то есть пока кристалл наслаждается обретенной стабильностью, окружающая среда компенсирует это еще большим беспорядком.
Давайте сравним образование кристалла и возникновение первой живой клетки с точки зрения тепловой и информационной энтропии, где оба процесса предполагают локальное уменьшение энтропии при переходе из более неупорядоченного состояния в более упорядоченное. Однако с информационной точки зрения эти явления весьма различны.
Кристаллизация предполагает упорядоченное расположение атомов или молекул в повторяющийся узор.
Уменьшение энтропии внутри кристалла уравновешивается увеличением энтропии в окружающей среде, что соответствует второму началу термодинамики.
Формирование первой живой клетки, или абиогенез, также включает значительное снижение локальной энтропии, поскольку простые молекулы должны превращаться в сложные структуры, такие как белки, нуклеиновые кислоты и мембраны.
Подобно кристаллизации, уменьшение энтропии внутри клетки компенсируется увеличением энтропии в окружающей среде.
Но хотя оба процесса связаны с локальным уменьшением энтропии, содержание информации в живой клетке намного порядков должно превосходить содержание информации в кристалле. А содержание информации в кристалле минимально из-за его периодической и повторяющейся структуры. Положение каждого атома в решетке можно описать, зная расположение одной элементарной ячейки, которое повторяется по всему кристаллу.
Поэтому количество уникальной информации, необходимой для описания всего кристалла, относительно невелико, даже если он драгоценный и находится на вершине изысканности.
Его информативные секреты, какими бы огромными они ни казались, довольно заурядны: повторяющиеся