читая научно-популярных блогеров у меня возникла такая идеи, идея довольно банальна и наверняка не я первый её придумал. задумывались ли вы, что общего у разбитой чашки, рассыпанного сахара и наших морщин? общее — это хаос. хаос в физике принято назвать словом энтропия.
возможно в этом контексте вы слышали страшное словосочетание «тепловая смерть Вселенной». это такое состояние Вселенной когда все в ней уже произошло и «равномерно перемешано». при этом даже само понятие «время» для этого состояния Вселенной не очень применимо — в такой Вселенной ничего не происходит. каждый момент времени идентичен любому другому.
это заставило немного другими глазами посмотреть на некоторые биологические проблемы. что такое старение - это изменение организма во времени. а что такое время в представлении современной физики? с точки зрения физики, время неразрывно связано с ростом энтропии — меры хаоса во Вселенной. именно этот вселенский процесс неумолимого роста хаоса заставляет по-новому взглянуть на старение.
т.е. пока организм может эффективно сопротивляется хаосу потребляя энергию из вне - он молодой. организм — это открытая система, которая поддерживает порядок внутри себя, за счет увеличения беспорядка вовне. проще говоря, мы «экспортируем энтропию» через теплоотдачу, выделение продуктов жизнедеятельности. не что похожее получается при сжигании дров: мы получаем шлак и энергию в данном случае тепловую энергию.
с помощью полученной энергии можно совершить некоторую работу. например преобразовать тепловую энергию в электрическую, зарядить этой энергией электромобиль и проехать некоторое расстояние, рассеивая энергию.
точно такой же принцип работает и в звездах, которые можно считать гигантскими фабриками по борьбе с энтропией. в их недрах происходит термоядерный синтез: легкие ядра сливаются в более тяжелые и более стабильные, то есть, локально энтропия падает, создается порядок. вроде бы нарушается принцип: энтропия не убывает? это не так: плата за этот порядок колоссальна — звезда выбрасывает в пространство гигантское количество энергии в виде света и тепла. эта энергия рассеивается, необратимо увеличивая общую энтропию Вселенной.
наше Солнце — такой же борец с хаосом, временно экспортирующий энтропию в виде излучения. и мы, земные организмы, существуем лишь благодаря этой отсрочке, потребляя крохи этого упорядоченного солнечного "наследства" для поддержания собственного хрупкого порядка вопреки вселенскому хаосу.
фактически мы потребляем энергию Солнца напрямую или её концентрат в виде химических соединений которые мы употребляем в пищу. вся энергия на Земле от Солнца. растения потребляют солнечную энергию на прямую. растениями питаются травоядные животные. растениями и животными питаются другие животные, образуя бесчисленное множество пищевых цепочек. и наконец растения и животных употребляет в пищу сам человек.
но хаоса в организме постепенно становится все больше и больше: постепенное накопление повреждений (поломки в ДНК, накопление неправильно свернутых белков), из-за которых организм тратит на поддержание порядка всё больше энергии, а эффективность падает. смерть — это точка, когда система не может больше поддерживать самоорганизацию и окончательно переходит в состояние равновесия с окружающей средой, энтропия при этом максимальная. это состояние принято называть состоянием смерти.
отсюда можно сделать интересный вывод. признаком старения является, возможно, не само количество потребляемой энергии, а то, насколько эффективно организм использует её для борьбы с хаосом. сколько «чистой» энергии остается у него на саму жизнь, а не на «починку» самого себя? это относительная метрика, и ее падение, возможно, и есть самый точный измеритель нашего угасания
написано в соавторстве с deepseec.