Происхождение сознания

[AdmiralHood]

при этом живые организмы весьма упорно избегают перехода в состояние термодинамического равновесия, по крайней мере пока живы. Тем самым нарушая аксиому термодинамики. В таком случае предположение о сохранении энтропии вселенной означает наличие в живой системе отрицательного источника(поглотителя) энтропии, компенсирующего положительный источник энтропии вселенной. Причем вполне может быть что для компенсации достаточно одной нашей биосферы, ссылки на её малую массу не проходят - неизвестна интенсивность. Несоразмерность массы вселенной и биосферы тоже не аргумент - масса барионов весьма велика, однако лептонов оказалось в точности столько же, так что электрический заряд скомпесирован крайне точно.

Термодинамическое равновесие — состояние системы, при котором остаются неизменными по времени макроскопические величины этой системы (температура, давление, объем, энтропия) в условиях изолированности от окружающей среды.

Нормалёк, давайте превратим биосферу в изолированную систему. Достаточно щёлкнуть рубильником и выключить Солнце. Полагаю, биосфера очень быстро окажется в состоянии  термодинамического равновесия.

В действительности никакого поглощения энтропии живыми организмами ПМЛМ нет. Представьте себе глисту, которая живёт в кишечнике человека. Говорить, что жизнь противостоит энтропии – всё равно, что говорить, будто глиста противостоит движению какашек из желудка в унитаз. В реальности же глиста только удлиняет путь части дерьма, пропуская её через собственный кишечник. В итоге поток дерьма остаётся тем же самым, просто некоторые фекальные элементы проводят в кишечнике немного большее время, чем при отсутствии глисты.

Примерно так же и с жизнью. Жизнь – это паразит на пути энергии от Солнца в космос. Она удлиняет путь энергии, но ничего принципиально не меняет. В любом случае в конечном итоге фотон будет поглощён космической частицей с температурой 3 К.

[Elusive Jones]

Нормалёк, давайте превратим биосферу в изолированную систему. Достаточно щёлкнуть рубильником и выключить Солнце. Полагаю, биосфера очень быстро окажется в состоянии  термодинамического равновесия.

сначала шелкните, тогда и поговорим... в среде физиков мне неоднократно приходилось слышать утверждение об уменьшении энтропии жизнью и реакция аудитории была... эээ... ну вообщем в относительных единицах, мое заявление о неочевидности данного утверждения можно считать яростным возражением... я полагаю на эту тему уже вполне достаточно поболтали, повторяться не охота.

[AdmiralHood]

сначала щелкните, тогда и поговорим... в среде физиков мне неоднократно приходилось слышать утверждение об уменьшении энтропии жизнью и реакция аудитории была... эээ... ну вообщем в относительных единицах, мое заявление о неочевидности данного утверждения можно считать яростным возражением... я полагаю на эту тему уже вполне достаточно поболтали, повторяться не охота.

При всём уважении к физикам, фраза «уменьшение энтропии жизнью» — это расхожая фигура речи, 99% людей вообще всерьёз не задумываются, что за ней стоит. Жизнь консервирует часть солнечной энергии в виде органики и тем самым до некоторых пределов (а именно – до тех пор пока биомасса увеличивается) замедляет рост энтропии. Как только биомасса стабилизируется  (а это неизбежно происходит, т.к. ресурсы для жизни на земле ограничены солнечной постоянной), замедление роста энтропии жизнью прекращается. Ну а если биомасса сокращается (вымирают динозавры, исчезают леса монструозных папоротников) то жизнь, наоборот, осуществляет массовый слив энтропии в космос :~) К аналогичному результату приводит ежегодное сжигание миллиарда тонн нефти.


P.S. Ежели хотите, ещё одно глубоко лирическое определение жизни... Жизнь — это плотина Рыбинского водохранилища. Какая-то масса воды там скапливается, но один хрен - сколько дождя выпадает в бассейне Волги,  столько и сливается в Каспийское море :~)

[novice]

а насчет противоположности - похоже что так оно и есть, два двигателя прогресса: лень и любопытство. Чем ленивее человек, тем больше его труд похож на подвиг. Чем любопытнее человек, тем больше вокруг него разрушений. Вроде вполне нормальная комбинация ПОС и ООС, как раз для устойчивого развития.

Наверное, теоретически возможно, осталось воплотить

[Elusive Jones]

опс... заглянул в википедию, там не оказалось статьи по эгалитарной теории в математике. Прошу прощения. Это из теории множеств, тип формально аскиоматических теорий использующих соотношение равенства.

[novice]

В рамках нашей дискуссии у меня возникает ощущение, что формулировать различие между живыми организмами и неживыми объектами в рамках известных на сегодняшний день физических процессов вообще малоперспективно.

Ну почему же, Вы "Что такое жизнь с точки зрения физика" Шрёдингера не читали? Он там выводит такое специфичное понятия для жизни как отрицательная энтропия

Перечитал Шрёдингера. Понятие отрицательной энтропии (-энтропия) он вводит для обозначения того, что живой организм извлекает из окружающей среды (например, питание). Это то, с помощью. чего организм "задерживает переход к термодинамическому равновесию (смерть)". Определяется как:
-(энтропия)=k*log(1/D) ,
где k - постоянная Больцмана
     D - количественная мера атомной неупорядоченности в рассматриваемом теле, соответственно, 1/D - мера упорядоченности.

В нашей дискуссии обсуждалось несколько другое. Мне непонятно, как и где живые организмы могут найти отрицательную энтропию в неживой природе, в которой все процессы по определению идут с увеличением энтропии (см. выше по ветке). У Шрёдингера это объясняется тем, что животные разлагают сложные вещества на более простые (но тем самым они просто выделяют энергию, т.е. увеличивают энтропию), а растения получают отрицательную энтропию из света. Возникает вопрос, почему живые организмы "извлекают" отрицательную энтропию, а неживые объекты - не извлекают? Да и где эта отрицательная энтропия в солнечном свете?

Поэтому делается предположение, что устойчивые во времени системы живых организмов сами являются продуцентами отрицательной энтропии. Отдельные организмы нет смысла рассматривать в этом свете, т.к. они могут быть как продуцентами, так и редуцентами энтропии. Здесь уместна аналогия с статистической термодинамикой, яркие примеры которой рассматриваются в Главе1 "Что такое жизнь с точки зрения физика". При намагничивании газа не все молекулы выстраиваются ровно по линиями магнитного поля, а только некоторая часть, зависящая от интенсивности поля. Т.е., закон выполняется статистически, как и в живой системе.

Выводы из предположения о производстве живыми системами отрицательной энтропии:
- Вселенная не обязательно обречена на тепловую смерть после рассеяния энергии Большого Взрыва, т.к. увеличение энтропии неживой природой компенсируется уменьшением энтропии живыми системами.
- Существование живых систем сопровождается их развитием (эволюцией), которая в статистически значимом интервале приводит к усложнению строения как самих организмов, так и живых систем. Это - способ производства отрицательной энтропии.
- Живые системы, неспособные к производству отрицательной энтропии, являются нестабильными. После исчерпания имеющихся ресурсов/источника энергии они умирают. Внешне их поведение идентично неживой природе. Таким образом, до наших дней "дожили" те системы, которые своим функционированием и строением способны быть антиэнтропийными. Возможно, это может быть критерием устойчивости живых систем.
- Возможно моделирование живых систем, в т.ч. абиогенез, ИИ. Ограничением является то, что любая искусственная машина, являясь неживой, будет производить (увеличивать) энтропию по определению. Соответственно, функционирование таких машин как подобия биологических объектов имеет смысл только составе устойчивых живых систем.
- Полагая возникновение разума закономерным процессом усложнения живой материи, можно рассматривать его функции как элемента живых систем, производящих отрицательную энтропию. Например, осознание необходимости противостояния увеличению энтропии. Раньше производили (-энтропию) бессознательно, теперь будем делать это осознанно.

[novice]

Примерно так же и с жизнью. Жизнь – это паразит на пути энергии от Солнца в космос. Она удлиняет путь энергии, но ничего принципиально не меняет. В любом случае в конечном итоге фотон будет поглощён космической частицей с температурой 3 К.

С первого взгляд сложно отличить паразита от симбионта. Отличия проявляются со временем. Если, когда выключится Солнце, жизнь погибнет, то таки да, жили как паразиты, и умрем, как паразиты.
А если зажжем новое Солнце или улетим к другой звезде или научимся аккумулировать космическое излучение или... (дальше бесконечное перечисление), тогда Вы неправы. Может быть, для того разум и нужен, чтобы понять этот факт? Не задумывались?

[Дж. Тайсаев]

- Вселенная не обязательно обречена на тепловую смерть после рассеяния энергии Большого Взрыва, т.к. увеличение энтропии неживой природой компенсируется уменьшением энтропии живыми системами.

А Вы представляете насколько чудовищно мало живой материи в сравнении с неживой во Вселенной? Более того, её принципиально не может быть даже сравнимо (допустим 1 к 100) с неживой. А если и будет, то жизнь весьма скоренько обесценит энергию Вселенной и тепловая смерть наступит намного раньше. Про обесценение энергии живыми системами хорошо написано у Ауэрбаха. Наверняка есть в сети, сейчас нет времени искать ссылку, ему в частности принадлежит термин эктропия.

[novice]

- Вселенная не обязательно обречена на тепловую смерть после рассеяния энергии Большого Взрыва, т.к. увеличение энтропии неживой природой компенсируется уменьшением энтропии живыми системами.

А Вы представляете насколько чудовищно мало живой материи в сравнении с неживой во Вселенной? Более того, её принципиально не может быть даже сравнимо (допустим 1 к 100) с неживой.

На этот вопрос был комментарий выше:

... Причем вполне может быть что для компенсации достаточно одной нашей биосферы, ссылки на её малую массу не проходят - неизвестна интенсивность. Несоразмерность массы вселенной и биосферы тоже не аргумент - масса барионов весьма велика, однако лептонов оказалось в точности столько же, так что электрический заряд скомпесирован крайне точно.

Известной на сегодняшний день живой материи в сравнении с неживой во Вселенной действительно очень мало. Но какие пропорции на самом деле - судить не берусь.

А если и будет, то жизнь весьма скоренько обесценит энергию Вселенной и тепловая смерть наступит намного раньше. Про обесценение энергии живыми системами хорошо написано у Ауэрбаха. Наверняка есть в сети, сейчас нет времени искать ссылку, ему в частности принадлежит термин эктропия.

Целиком книгу Ф. Ауэрбаха «Эктропизм или физическая теория жизни» пока не нашел, к сожалению. Из рассмотрения этой книги в других источниках следует, что дело обстоит с точностью до наоборот.

Энергия неизбежно меняется качественно, и столь же неизбежно изменяется уровень, на котором она находится. « Эту изменяемость ее мы называем тропией. Но тенденция происходящих изменений может, говоря чисто логически, быть двоякая: энергия может изменяться, усиливая свою способность к проявлению действия - такое свойство ее мы назвали бы эктропией; она может, затем, изменяться, уменьшая свою способность к проявлению действия - тогда мы будем иметь энтропию »

« Жизнь - это та организация, которую мир создал для борьбы против обесценения энергии »

Т.е., по Ауэрбаху, неживая природа обесценивает энергию, а живая - противостоит этому.

[Дж. Тайсаев]

« Жизнь - это та организация, которую мир создал для борьбы против обесценения энергии »

Т.е., по Ауэрбаху, неживая природа обесценивает энергию, а живая - противостоит этому.

По поводу эктропизма Биосферы Земли против энтропизма Вселенной даже спорить не хочу. А по поводу цитаты из Ауэрбаха уточню. Жизнь противостоит обесценению энергии внутри себя, а для этого она её вынуждена обесценивать снаружи. Как сказал Аркадий Райкин "Человек вдыхает кислород, а выдохнуть старается всякую гадость".

А вот информация кажется всё таки может распространяться почти "даром", а ведь она по Винеру есть "величина, обратная энтропии". Вот что я никак пока не пойму

[Elusive Jones]

граждане, вы слишком буквально то статфизику и тем более термодинамику не применяйте к живым системам, тем более к отдельным организмам. Такие попытки делаются скорее от безысходности, за неимением ничего другого. Даже информационные теории описывают лишь информационый код, а не знания, в той же записи F=ma информационого кода от силы четыре байта, а сколько там знаний никто не сознается.

[AdmiralHood]

Мне непонятно, как и где живые организмы могут найти отрицательную энтропию в неживой природе, в которой все процессы по определению идут с увеличением энтропии

Сделаю таки ещё одну попытку сделать ситуацию прозрачной. Опишу пути рассеяния солнечной энергии и её связь с энтропией.

1. Предположим, что ни жизни, ни Земли нет. Солнце с температурой Тс = 6000 К испускает (условно) 6000 Дж энергии в виде света, этот свет, путешествуя в межзвёздном пространстве в конце концов поглощается космической частицей с фоновой температурой Tо = 3 K. При этом энтропия увеличится на:

dS = dQ/Tо – dQ/Tc = 6000 Дж/3 K — 6000 Дж/6000 K = 2000 – 1 = 1999 Дж/К

2. Теперь представьте, что 6000 Дж солнечной энергии сначала поглотится Землёй с температурой Tз = 300 K. Поскольку существует баланс, т.е. сколько энергии попадёт на Землю, столько излучается в космос, то эти 6000 Дж будут переизлучены в космос и будут поглощены частицей с температурой 3 К. Изменение энтропии будет таким:

dS = (dQ/Tз – dQ/Tc) + (dQ/Tо – dQ/Tз) = (6000/300 – 6000/6000) + (6000/3 – 6000/300)=
= (20 – 1) + (2000 – 20) = 1999 Дж/К

Резюме: переизлучения по пути излучения к конечному пункту никак не влияет на изменение энтропии.

3.  Теперь представьте себе, что из 6000 Дж какая-то часть (скажем, dq = 600 Дж) будет поглощена растением и запасена в виде органики. Остальные dQ' = dQ – dq = 5400 Дж будут переизлучены в общем порядке. Тогда изменение энтропии будет такое:

dS = (dQ/Tз – dQ/Tc) + (dQ'/T0 – dQ'/Tз) = (6000/300 – 6000/6000) + (5400/3 – 5400/300)=
= (20 – 1) + (1800 – 18) = 1801 Дж/К

Иными словами, каждые 600 Дж энергии, запасённые в виде органики, уменьшают конечную энтропию на 198 Дж/К.

Но это не потому, что живое поглощает энтропию. Это потому что живое не даёт части энергии пройти весь путь до конца и увеличить энтропию по полной.

Два замечания, которые я раньше уже делал, но хочу подчеркнуть.

1)  Величина «поглощённой энтропии» пропорциональна массе синтезированной органики. Как только масса биосферы стабилизируется, биосфера перестаёт «поглощать энтропию».

2)  Точно так же надолго запасать большие объёмы энергии может и неживая материя. Например, вода испаряется теплом солнца с уровня моря, потом выпадает дождём в горах и стекает в горное озеро. Вода в этом озере – запас потенциальной механической энергии. Принципиально он ничем не отличается от запаса энергии в виде органики.

[AdmiralHood]

А вот информация кажется всё таки может распространяться почти "даром", а ведь она по Винеру есть "величина, обратная энтропии". Вот что я никак пока не пойму

В наши дни под объёмом информации понимается объём носителей (флэшек, компакт-дисков, жёстких дисков), загаженных всякой дребеденью - музыкой, порнофильмами, документами и т.д.

В кибернетике под информацией понимается совсем другое — уменьшение меры неопределённости. Потому что под информационной энтропией понимается как раз информационная неопределённость.

Простой пример. Шарапова с Кузнецовой играли матч в теннис. Вы не знаете, кто из них выиграл. Если считать, что любой из двух исходов равновероятен, то информационная энтропия (в битах) равна

S = log2(N) = log2(2) = 1 бит,

где log2 - двоичный логарифм,
N - число вариантов реализации системы.

Предположим, что некто сообщил вам, что выиграла Шарапова. Сообщение об этом занимает 1 бит информации (0 - выиграла Кузнецова, 1 - выиграла Шарапова). После этого остался только один вариант, и информационная энтропия составила

S = log2(1) = 0 бит.

То есть 1 бит энтропии - 1 бит информации  = 0 бит энтропии.

При этом, заметьте, если кто-то ещё скажет вам, что Шарапова победила, в этом сообщении не будет никакой новизны, информационная энтропия не уменьшится, следовательно повторное сообщение будет нести 0 бит информации, хотя формально (т.е. по объёму, занимаемому на носителе) это тоже 1 бит.

В общем, в фразе «информация - это обратная энтропия» фигурирует совсем не та информация, которую мы обычно имеем ввиду.

[Elusive Jones]

Сделаю таки ещё одну попытку сделать ситуацию прозрачной. Опишу пути рассеяния солнечной энергии и её связь с энтропией.

ить... ладно, тоже повторю. Вы взяли некоторый набор аксиом, вывели на основании именно этого набора ряд теорем и продемострировали как применить эти теоремы к некоторой части наблюдаемых процессов, остановившись правда почему то на 3К... и почему то описывая органику только одним параметром - массой.

Теперь возьмите другой набор аксиом, заменив аксиому о необходимости установления терморавновесия аксиомой о необходимости сохранения энтропии, тогда получите другой ряд теорем, среди которых будет теорема о необходимости существования источника отрицательной энтропии, и Вам придется искать среди наблюдаемых процессов подходящего кандидата.

[Vladimirkox]

В наши дни под объёмом информации понимается объём носителей (флэшек, компакт-дисков, жёстких дисков), загаженных всякой дребеденью - музыкой, порнофильмами, документами и т.д.

Угу... но это только тогда, когда операция чтения-записи детерминирована, т.е. уже  свойства приемника- передатчика, а не трафика-носителя.

"Имеющий уши - да услышит, имеющий глаза - да увидит".