paleoforum.ru

Micr, научная теория эволюции, разумеется.

Пока прикрою. Всё равно вбросы только продолжаются. А клиента, судя по всему, в скором будущем настигнет баня.

обсервер, читайте толковые книжки (начиная с подготовишек к вузам, вам требуется), а не гадьте на форуме. я помогу с последним.

Разблокирована.

Цитата: Павел Замалиев от декабря 15, 2012, 18:13:59
По результатам этого  http://www.paleoforum.ru/index.php/topic,2040.0.html  обсуждения написал небольшую статью: http://izdatelstwo.com/clicks/clicks.php?uri=dna.izdatelstwo.com/volum/13325013.pdf (название статьи в оглавлении указано неправильно).

Цитата: аннотацияВторое начало термодинамики по сути является запретом на самопроизвольный переход системы из более вероятного в менее вероятное состояние. Запрет этот справедлив для любых систем, поэтому второе начало термодинамики имеет множество формулировок. Естественный отбор – запрет на самопроизвольный переход самореплицирующейся системы из более вероятного в менее вероятное состояние, поэтому естественный отбор является одним из частных случаев второго начала термодинамики.

Прошу прощения, что реагирую с большим опозданием, но всё же хочу рассказать вам о некоторых вещах, с которыми я не согласен в вашей статье. Вкратце я бы сформулировал их так:

1)  Фундаментальные физические законы (в том числе и второе начало термодинамики) обеспечиваются в природе гораздо более низкоуровневыми механизмами, чем естественный отбор;

2)  Время реакции этих низкоуровневых механизмов гораздо выше, чем у естественного отбора. Я бы сказал, что она близка к нулю.

Чтобы было понятно, о чём я говорю, я приведу небольшую аллегорию, воспользовавшись в качестве прототипа гораздо более знакомым и понятным нам законом сохранения энергии (ЗСЭ).

Представьте себе, что в некотором сказочном лесу в нарушение закона сохранения энергии родился монстрик. Он появился просто так, из ничего, и никаких процессов, которые компенсировали бы нарушение ЗСЭ, не произошло. И вот этот энергомонстрик бегает по лесу, являя собой очевидный пример нарушения фундаментальных законов. Однако не тут-то было! В лесу водятся хищники-энергокиллеры, которые чуют запах халявной энергии, набрасываются на энергомонстрика, забивают его на мясо и съедают. Причём энергокиллеры тоже нарушают ЗСЭ, но в обратном направлении — всё съеденное ими бесследно исчезает из нашей Вселенной и, таким образом, с гибелью энергомонстрика энегетические дела возвращаются к статусу кво. А наблюдающий за всем этим исследователь пишет статью «Деятельность энергокиллеров как частный случай закона сохранения энергии».

К чему я всё это говорю? Естественному отбору нет нужды поддерживать в природе второе начало термодинамики. В момент, когда естественный отбор начинает действовать, второе начало уже удовлетворено совсем другими механизмами. Даже если бы популяция A ни с того ни с сего перешла к менее вероятному (в вашей терминологии) состоянию, это не противоречило бы второму началу, поскольку в процессах обмена энергией и структурных перестройках молекул второе начало уже выполнено. Энтропия Вселенной уже увеличилась на нужное количество Дж/К, дальше у популяции карт-бланш, делайте что хотите.

Резюме: мне кажется, высокоуровневые механизмы, обеспечивающие существование биологической самоорганизации, к второму началу термодинамики никакого отношения не имеют. Они, конечно, схожи по некоторым проявлениям, но сходство это чисто внешнее.

я бы по-другому сказал.

Цитата: AdmiralHood от января 07, 2013, 05:35:57

Цитата: Павел Замалиев от декабря 15, 2012, 18:13:59
Естественный отбор – запрет на самопроизвольный переход самореплицирующейся системы из более вероятного в менее вероятное состояние, поэтому естественный отбор является одним из частных случаев второго начала термодинамики.

Это не более, чем игра слов, потому что состояние самореплицирующейся системы становится более (или менее) вероятным по причине естественного отбора. Нет здесь никакого "запрета", есть только констатация факта, что ЕО делает одни состояния более вероятными, другие менее вероятными. А результаты - это теория вероятностей без всякой термодинамики.
Либо надо ставить вопрос так: является ли второе начало термодинамики следствием теории вероятностей?

Репликация есть копирование с естественными ошибками. Часть ошибок уничтожается - это и есть выражение второго начала. Но часть "неточностей" продолжает копирование - это и называется выживание под ограничивающим действием ЕО. Выбрав условную замкнутость многоуровневой системы, как рабочий контур из пищевых цепей, мы всегда можем заключить, что происходит диссипация Солнечного излучения, за счет чего рабочий контур выдает продукт в виде пространства для все новых копий.
  Потому вероятен не столько процесс репликации, сколько полезная работа по разупорядочиванию излучения (именно излучение "расширяется в пустоту"). Польза - это и есть жизнь, вроде можно и не сувать более сюда термодинамические принципы (по Адмиралу)? Ан нет, придется.
  Разрушение, как дань второму началу дожна присутствовать внутри каждого уровня организии, а уровень это система + среда. Каждая система, умирая, выбрасывает свою энергию в среду, а уже из среды идет поглощение этой энергии системой более высокого ранга. Например, смерть организма всегда будет топливом для работы биоценоза.

Строго говоря, ЕО - это не теория эволюции, и даже не теория видообразования, это описание механизмов, как ворот (тот самый демон Максвелла-Тайсаева), через которые проходят организмы. И эти ворота пропустят только тех, кто идет в ногу с термодинамическими принципами. А это будут особи с деградирующим геномом, как приспособленцы к узкой специализации, и эксплиренты (термин от Озерного), расселяющиеся-рассеивающиеся по "ойкумене". Именно расселение, как та же дань второму началу, позволяет этим особям вести эксперименты с наращиванием и "усложнением" своего генома. Именно над ними Природа совершает жестокий эксперимент с отбором на выживание в стрессовых условиях.

И вот мы получаем некую дивергентную идею, которую надо бы уже оформлять как рабочую гипотезу.
1)особи, выживающие за счет симбиотической концентарции, имеют тенденцию к деградации генома;
2)особи, выживающие за счет расселения-рассредоточения, имеют тенденцию к удвоениям (но еще не усложнениям) генонов.

1)  Второе начало — не обязательно разрушение. Один из вариантов — увеличение упорядоченности ценой необратимого рассеяния тепла.

2)  Если фундаментальные физические законы точно выполняются на нижнем уровне организации материи, какой смысл рассуждать о том, что они каким-то особым образом выполняются на верхнем уровне?

3)  Изменение энтропии, как уже было сказано, имеет две составляющие —  изменение упорядоченности k ln N и рассеяние энергии dQ/T. Первую составляющую непосредственно вычислить проблематично (так как практически невозможно теоретически вычислить число возможных реализаций N для какой-либо достаточно сложной системы), однако на микроуровне структурную энтропию легко измерить путём теплотехнических измерений. Например, хорошо известны и затабулированы молярные энтропии большинства веществ при различной температуре и в различных агрегатных состояниях. Но вот как вычислить или измерить структурную энтропию популяции — фих знает, товарищ капитан 3 ранга! Более того, вторую составляющую энтропии dQ/T измерить для популяции тоже не вижу никакой реальной возможности. Но пока мы не может измерить эти величины, всякие рассуждения о макропроявлениях второго начала — всего лишь досужий трёп.

4) Наконец, последнее. Как разделить изменение энтропии, обусловленное действием низкоурвневых механизмов, и изменение энтропии на макроуровне?

ЕО это один из вариантов демона Максвелла, второе начало формально здесь нарушается только лишь в замкнутой системе, а в целом, поскольку происходит диссипация энтропии через выбраковывание демоном Максвелла, а точнее фактором приспособленности и через всё большую хаотизацию среды, никаких противоречий тут нет и быть не может

(http://lurkmore.to)

Цитата: василий андреевич от декабря 31, 2012, 10:09:14...попробуйте обратить внимание на такой параметр состояния системы, как теплоемкость...

Не представляю, с какого боку можно прилепить теплоемкость к биологической популяции. Вообще не понимаю, зачем это делать. Ведь у популяции уже есть общепризнанный количественный параметр — приспособленность.

Цитата: Павел Замалиев от января 09, 2013, 21:43:17

Цитата: AdmiralHood от января 08, 2013, 12:36:39
Но вот как вычислить или измерить структурную энтропию популяции — фих знает, товарищ капитан 3 ранга!

И фиг и черт никак не смогут этого знать, пока биоценозная формация не будет искусственно доведена до состояния условно изолированной протяженности. Можно одномерной. Но тут никак нельзя ограничится понятием системы. Система рассредоточивается в среду - это первобазовое суждение. Никто не запрещает ввести градиент рассеивания, однозначно характеризующий именно данную абстрактную систему, что бы легко вычислить энергию как нарастающую в среде, так и уменьшающуюся в системе. Но среда - это не пустота, это так же система высшего ранга, т.е. такая средосистема в которой гораздо больше компонентов, которые могут как структурироваться, так и распадаться на вариабельные подмножества.
  Надо только представить, что нет потерь в пустоту. А если нет потерь, то это только кажется, что нарушается энтропийный принцип. Повышать энтропию средосистема может как за счет увеличения разнообразия входящих в нее подсистем (тоже своеобразный распад), так и за счет перевода тепловых отходов в систему, способную изменять свое качество фазовым переходом.

Цитата: Павел Замалиев от января 09, 2013, 21:43:17
Не представляю, с какого боку можно прилепить теплоемкость к биологической популяции. Вообще не понимаю, зачем это делать. Ведь у популяции уже есть общепризнанный количественный параметр — приспособленность.

А с такого боку теплоемкость, что видообразование - это по сути, фазовый переход с одной теплоемкости на другую. А вот приспособляемость Вы никаким задом не приклеете к физическим параметрам.
  Если система способна увеличивать свою теплоемкость, то это означает способность поглощать тепло без роста температуры, т.е. с повышением энтропии де ку по де те.

Только разобравшись с искусственно изолированной системой, как моделью энергетического круговорота, можно перейти к понятию работы, результатом которой будет экологическая ниша для видообразования. И численные подсчеты можно вести.

Цитата: AdmiralHood от января 07, 2013, 05:35:57...физические законы (в том числе и второе начало термодинамики) обеспечиваются в природе гораздо более низкоуровневыми механизмами, чем естественный отбор;
2)  Время реакции этих низкоуровневых механизмов гораздо выше, чем у естественного отбора. Я бы сказал, что она близка к нулю...

Второе начало термодинамики — и ЕО, конечно же, тоже —  являются статистическими законами, т. е. законами типа порядок из беспорядка. Чем больше произошло случайных событий, тем точнее выполняется статистический закон;  чем больше частота случайных событий, тем меньше время реакции. С молекулой в газе происходит, наверное, что-то около 10 в 9 (плюс-минус два порядка) случайных событий в секунду (столкновений с другими молекулами). Ни одна популяция не размножается с такой частотой — миллиард поколений в секунду.
В общем, я думаю, этот закон природы (ни одна система не может перейти из более вероятного состояния в менее вероятное) выполняется на всех уровнях — и в сосуде с газом, и в биологической популяции. А точность выполнения этого закона природы на разных уровнях разная, время реакции тоже разное, и даже название разное: когда рассматриваем газ в сосуде — говорим «второе начало термодинамики», когда рассматриваем биологическую популяцию — говорим «естественный отбор».

Тут обычно зарывается такая "собака", как только говорим ЕО, то уже рассматривается не система, а множество условно обособленных подсистем. Симметрия же такова, что ежели в одной подсистеме идет распад с повышением энтропии, то в другой подсистеме допустима структуризация с понижением энтропии. Вроде элементарно, тем более что всегда есть возможность сослаться на внешний источник свободной энергии.
  Но таким упрощенным способом вопрос о неизбежности стези все новых "усложняющихся" видообразований не решить. Необходимо вводить в рассмотрение принцип работы. А работа - это уже асимметрия, выражаемая самым общим уравнением, как А=Б+С, где Б и С, это различные формы энергии. Мир не двигается в сторону теплового рока только при условии совершения миром отрицательной работы над той системой, которая потом будет выполнять положительную работу над миром. Вот тут и начинает зримо функционировать фильтр ЕО - фильтр сам становится работоспособной системой.

Цитата: Micr от января 07, 2013, 14:58:40...ЕО делает одни состояния более вероятными, другие менее вероятными...

Ну очевидно же, что среда обитания делает одни состояния самореплицирующейся системы более вероятными, а другие менее вероятными: изменилась среда — изменились вероятности состояния. А ЕО (после изменения среды и, как следствие, изменения вероятностей состояния) не дает самореплицирующейся системе перейти из более вероятного в менее вероятное состояние. В результате самореплицирующаяся система либо остается в том же состоянии, что и было, либо переходит в состояние, вероятность которого такая же (примерно), как у предыдущего состояния, либо переходит в состояние, вероятность которого больше, чем вероятность предыдущего состояния.

Цитата: Micr от января 07, 2013, 14:58:40...состояние самореплицирующейся системы становится более (или менее) вероятным по причине естественного отбора...

Эволюция жизни идет по той же самой причине, по которой идут и все остальные необратимые процессы (например, расширение газа в пустоту). Но какая именно это причина — неизвестно. Т.е. мы не знаем почему идет эволюция жизни — мы знаем как идет эволюция жизни. Аналогично мы не знаем почему газ расширяется в пустоту — мы знаем как газ расширяется в пустоту.