ks. Wiesław Dyk
SZCZ ECIŃS KIE STUD IA
KOŚCI ELNE 1 (1991)
FIZYKO-CHEMICZNE PODSTAWY ŻYCIA
Na obecnym etapi e r ozwo ju nauk i p rzyjm uje się, że życie roz winęło się n a Ziemi
jak o natu ralna konse kwenc ja powolnych prze mian ewoluc yjnych. S yntęza pod staw o
wych pierw iastkó w orga niczny ch do konała się w Kos mosi e jesz cze p rzed akrecją Ziemi.
Uks ztałt owan ie się natom iast Ziemi, wraz z jej pier wotn ą atm osfer ą, sprzyjało dalszym
proc esom ewolu cyjnym. Ust abilizowa nie s ię waru nków fizyko-ch emiczn ych naszej
plan ety oraz ukształtow anie się atmosf ery tle nowej i środ owisk a wodne go stało się pod
stawą za inicjo wania ewolucji biologi cznej.
Doc ieka nia sp ecjalist ów z róż nych dzie dzin nauk i jak rów nież filozofów streszcza ją
się w szukaniu obie któw be zpoś rednio po przed zający ch życie b iologiczne. Ws zystkie
proce sy prze dżycio we no szą naz wę ewolucji chemiczn ej. Na szczególną uwagę w bada
niu procesó w ewolu cji chem icznej zdają się zasług iwać stru ktur y rozpra szając e nadmiar
wytw orzone j en trop ii '. Teo ria s truk tur dysypat ywnych je st przedm iot em badań szkoły
bru kse lskiej2 i nale ży do obs zernego dz iału fizyki - termod yna miki proce sów nie rów no
wagowych.
Po zary sowaniu zatem ogólnej pro blem atyki termo dyn amik i proce sów nie równ owa
gowych omów imy cechy u kładów rozprasza jących mat erię i energ ię. Układy te cha rak
teryzują się d użą antyen trop ijnością, czyli zdol nośc ią do tworzenia porządku i do sam o
organiz acji.
1. Ogólnie rzecz biorąc, termo dyn ami ka zajm uje się układam i, które podlegają wzro
stowi entropii. M ożna wymie nić tu ukł ady z amk nięte i otwarte . Pierwsze z nich są
prz edm iote m ba dań term odyn ami ki klasyczne j. Układy zamk nię te nie mają dla nas żad
nego znaczen ia, gdyż następ uje w ni ch u stal enie się równowagi te rmodyna micz nej po
uzys kaniu m aksimum entro pii. Ma ksim um ent ropii oz nacza u stan ie wszelkich mo żli
wości ży ciowych i rozw ojowych dane go ukła du.
Układy o twar te, ze wz ględu n a stan nierów nowag owoś ci, mo gą być bli skie stanu
równowagi i dalekie od stanu równow agi. Pierwsze z nich cha rakte ryzuj ą się ustaleniem
min imu m produ kcji entr opii, tzn. e ntro pia wzras ta do pewn ego m in imu m i u trzym uje
się na tym pozi omie prze z cały czas dynamicz nego współistni enia układu z otocze niem .
Na dmi ar e ntro pii wyt warzanej w ty m ukła dzie je st odpr owad zany do ot oczen ia. Wyt
warzanie e ntro pii w układzie o twarty m o ddal onym od równowagi zależy od szybkości
różn ych nieodw racaln ych procesów, np. reakcji ch emicznych, dyfuzji, przepływu ciepła
oraz od natężen ia różnych nieodw racaln ych proce sów wiążących układ z oto czen iem ,
np. grad ienty te mpe ratu ry, pow inowa ctwa ch emic zne itd. W ukł adach bl iskich stan u
123
