lørdag, februar 07, 2009

Darwin og entropien

Ingen kan være i tvivl om, at livet her på Jorden har udviklet stadig mere komplekse livsformer, siden det første liv opstod.

Men spørgsmålet er, om denne udvikling kan forklares alene med evolutionsteorien. Eller måske rettere: om det overhovedet er "natural selection" der forklarer dette. Den naturlige udvælgelse betyder ganske vist, at der opstår nye arter, men behøver disse nye arter nødvendigvis at være mere komplekse? Der er faktisk mange eksempler på, at tilpasning netop har fået en art til at blive mindre kompleks.

Man kan så forsøge at forklare det med, at livet starter i en relativt ikke-kompleks tilstand, og at en udvikling mod større kompleksitet derfor er mere sandsynlig. Hvorimod udviklingen ikke nødvendigvis går mod større kompleksitet, hvis kompleksiteten i forvejen er relativt høj.

Men det strider tilsyneladende mod termodynamikkens 2. lov, der siger at entropien i et system altid vil være stigende. Hvis det altså ikke er den naturlige udvælgelse, der i sig selv bevirker større kompleksitet, så må der være en anden lovmæssighed, der er årsagen. Denne lovmæssighed må så have afgørende betydning for livets udvikling.

Nu har det altid været kendt, at en lokal bevægelse mod lavere entropi ikke modsiger termodynamikken. Det, termodynamikken siger er, at et isoleret system som helhed går mod større entropi. Men de lokale udsving mod lavere entropi anses imidlertid for at være rent statistiske tilfældigheder.

Måske det snarere forholder sig sådan, at der er en lovmæssighed, der får områder med lav entropi til at vedligeholde og forstærke sig selv?

Det er vistnok noget i den retning, den danske geologiprofessor Minik Rosing er inde på.

---
Og så lige noget andet:

Hvis der er en sådan lovmæssighed i naturen, så kan det vel egentlig også være en mulig forklaring på, at vores univers er startet i en tilstand med lav entropi. Nemlig hvis vores univers i virkeligheden kun er et lokalt område af et større univers, og at dette lokale område først har haft en entropi lidt lavere end det "større univers" som helhed. Denne lokale afvigelse i entropi er så blevet forstærket forud for Big Bang (i overensstemmelse med denne nye lov).

Hvis denne hypotese skulle være rigtig, så er forklaringen på den lave entropi ved Big Bang altså, at vores univers i virkeligheden kun er en del af et meget større univers.

update:
Whither Time's Arrow
Time and Life: Testing a Tilt in the Arrow of Time

3 kommentarer:

  1. Læs endelig den artikel jeg linker til ("Whither Time's Arrow"). Den højst relevant her!

    Artiklen argumenterer for, at både entropiens og tidens(!) retning kan veksle ved helt små systemer (på molekyleniveau).

    Det nævnes ikke i artiklen, men hvis det er rigtigt, så kunne det vel være relevant i forbindelse med 1)mutationer 2)hjerneprocesser.

    SvarSlet
  2. Mogens, det er selvfølgelig rigtigt, at udviklingen af levende organismer ikke altid går i retning mod højere kompleksitet, men indbygget i det udsagn er jo, at den ofte gør det. Og det er da også særdeles veldokumenteret, at de mekanismer - og der er jo mange andre end naturlig selektion - som udgør moderne evolutionsteori, kan forklare udvikling mod højere kompleksitet. Jeg forstår altså ikke denne skepsis overfor evolutionsteorien.

    Og det er da helt i skoven at "forsøge at forklare det med, at livet starter i en relativt ikke-kompleks tilstand, og at en udvikling mod større kompleksitet derfor er mere sandsynlig". Det virker jo som bekendt ikke med ikke-biologiske systemer, så hvorfor skulle det virke med biologiske?

    Jeg forstår heller ikke, hvad du mener med "Men de lokale udsving mod lavere entropi anses imidlertid for at være rent statistiske tilfældigheder." Når vi taler om livets udvikling skyldes den lokale entropiformindskelse da ikke tilfældigheder. Naturlig selektion er en selektionsmekanisme og er som sådan netop ikke tilfældig.

    "Måske det snarere forholder sig sådan, at der er en lovmæssighed, der får områder med lav entropi til at vedligeholde og forstærke sig selv?" Ja, og den lovmæssighed er beskrevet i evolutionsteorien.

    SvarSlet
  3. Jeg tror ikke vi er så uenige om selve evolutionsteorien. Men måske jeg har udtrykt mig lidt unøjagtigt i forhold til denne.

    Det er vel stort set rigtigt, at den oprindelige Darwinisme, altså Darwins teori, begrænser sig til den grundliggende mekanisme, der hedder naturlig selektion.Mens (den moderne) evolutionsteori omfatter visse andre mekanismer. Jeg skal ærligt indrømme, at jeg kun har et begrænset kendskab til disse sekundære mekanismer. Men jeg har indtryk af, at ihvertfald nogle af disse selv er et resultat af den primære mekanisme, altså af naturlig selektion? (det er kun en hypotese).

    Jeg er IKKE enig med dig i, at en spontan udvikling mod større kompleksitet kun forekommer i biologiske systemer, og det er netop det, der er kernen i min argumentation. Fænomenet findes også i fysiske, ikke-biologiske systemer. Der er flere eksempler på dette, som det nok fører for vidt at komme ind på her.

    Afledt af det, argumenterer jeg for, at nogle af disse mere generelle lovmæssigheder også kunne tænkes at virke i biologiske systemer, således at den biologiske evolution OGSÅ er styret af disse, altså lovmæssigheder, der ikke er SPECIFIKT biologiske. Det modsiger ikke, at evolutionen er styret af specifikt biologiske lovmæssigheder, hvoraf den naturlige selektion selvfølgelig er den vigtigste.

    Derimod kan det muligvis forklare dannelsen af den første livsform her på Jorden (hvis vi forudsætter at der var en sådan). Det kan vel også forklare hvorfor livet opstod meget tidligt.

    Hvis min argumentation er rigtig, så betyder det bl.a. at vi sikkert skal regne med, at der findes liv der, hvor det overhovedet er fysisk muligt (andre planeter).

    Det jeg skriver om termodynamikkens 2. lov (entropiens lov) går på dens oprindelige anvendelse, altså ikke-levende fysiske systemer, f.eks. varme-dissipation i gasarter.

    SvarSlet

Kommentaren skal godkendes af mig, inden den bliver vist på bloggen.