Książka z pewnością przeznaczona jest dla fizyków (lub czytelników, którzy studiowali fizykę na uczelni technicznej), jednak intrygujący tytuł „ Czym jest życie?„powinno zainteresować każdego. Postaram się podkreślić o czym jest książka, tak aby było jasne dla niefizyków, którzy w tej recenzji mogą pominąć kursywę bez szkody dla ich zrozumienia :)
Geniusze są wielostronni, a publikacja przez Schrödingera w 1944 roku oryginalnego badania na styku fizyki i biologii dobrze wpisuje się w wizerunek genialnego fizyka teoretycznego, laureata Nagrody Nobla, jeden z twórców mechaniki kwantowej i falowej teorii materii, autor słynnego równania opisującego zmianę w przestrzeni i czasie stanu układów kwantowych, który oprócz fizyki zna sześć języków, czyta filozofów starożytnych i współczesnych w oryginale, interesuje się sztuką, pisze i publikuje własną poezję.
Autor zaczyna więc od uzasadnienia powodu, dla którego żywy organizm jest wieloatomowy. Następnie Schrödinger wprowadza model kryształu aperiodycznego i wykorzystując koncepcję dyskretności mechaniki kwantowej wyjaśnia, w jaki sposób mikroskopijnie mały gen opiera się fluktuacjom termicznym, zachowując dziedziczne właściwości organizmu i jak ulega mutacjom (nagłym zmianom zachodzącym bez stanów pośrednich ), dodatkowo zachowując już zmutowane właściwości.
Ale tu dochodzimy do najciekawszej części:

Jaka jest charakterystyczna cecha życia? Uważamy, że materia żyje, gdy nadal „coś robi”, poruszaj się, uczestnicz w metabolizmie z otoczeniem itp. - to wszystko podczas więcej długi okres czasu niż spodziewalibyśmy się, że materia nieożywiona zrobi w podobnych warunkach.
Jeśli nieożywiony system zostanie odizolowany lub umieszczony w jednorodnych warunkach, wszelki ruch zwykle bardzo szybko ustaje... a system jako całość zanika, zamieniając się w martwą, bezwładną masę materii. Osiąga się stan, w którym nie zachodzą żadne zauważalne zdarzenia - stan równowagi termodynamicznej, czyli stan maksymalnej entropii.

W jaki sposób organizm żywy unika przejścia do stanu równowagi? Odpowiedź jest dość prosta: z tego powodu, że je.

Organizm żywy (jak i nieożywiony) stale zwiększa swoją entropię i w ten sposób zbliża się do niebezpiecznego stanu maksymalnej entropii, który oznacza śmierć. Może pozostać przy życiu tylko dzięki ciągłemu wydobywaniu ujemnej entropii ze swojego otoczenia...
Ujemna entropia jest tym, czym żywi się ciało.
Zatem sposób, za pomocą którego organizm utrzymuje się stale na wystarczająco wysokim poziomie porządku (i na wystarczająco niskim poziomie entropii), polega w rzeczywistości na ciągłym wydobywaniu porządku ze swojego otoczenia.

Tę ideę Schrödingera popularnie objaśnia Michael Weller w swojej książce All About Life.
Książka Schrödingera jest naprawdę cudowna, zawiera wiele pięknych wyjaśnień fizycznych i idei biologicznych. Wywarła znaczący wpływ na rozwój biofizyki i biologii molekularnej. W naszym kraju, w czasach prześladowań genetyki, była to jedna z nielicznych książek, z których można było dowiedzieć się chociaż czegoś o genach.
A jednak, pomimo piękna tej książki z fizycznego i biologicznego punktu widzenia, na pytanie „Czym jest życie?” Schrödinger nie odpowiada. Przywołane kryterium „Rzeczy żywe trwają dłużej niż nieożywione” ma charakter subiektywny ze względu na subiektywność pojęcia „dłużej”. Żywa mysz w układzie zamkniętym za tydzień przestanie „funkcjonować”, a urządzenia elektroniczne (zegarki, zabawki itp.) na bateriach Energizer i Duracell mogą nieprzerwanie działać znacznie dłużej :).
Niezwykłym bonusem, o który Schrödinger prosił słuchaczy swoich wykładów, była możliwość opowiedzenia im o determinizmie i wolnej woli („Epilog” książki). Tu cytuje Upaniszady, w których kwintesencją najgłębszego wglądu w to, co dzieje się na świecie, jest idea, że

Atman = Brahman to znaczy osobowa dusza indywidualna jest równa wszechobecnej, wszechpostrzegającej, wiecznej duszy.

Mistycy zawsze opisywali osobiste doświadczenie swojego życia słowami „Deus factum sum” (stałem się Bogiem).
Z dwóch przesłanek: 1. Moje ciało funkcjonuje jak czysty mechanizm, podlegający uniwersalnym prawom natury. 2. Z doświadczenia wiem, że kontroluję swoje działania, przewiduję ich skutki i ponoszę za nie pełną odpowiedzialność.
Schrödinger podsumowuje:

„Ja” w najszerszym znaczeniu tego słowa – czyli każdy świadomy umysł, który kiedykolwiek powiedział i poczuł „ja” – jest podmiotem mogącym kontrolować „ruch atomów” zgodnie z prawami natury.

Erwin Schrödinger. Czym jest życie? Fizyczny aspekt żywej komórki

Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger jest austriackim fizykiem teoretycznym i laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki. Jeden z twórców mechaniki kwantowej i falowej teorii materii. W 1945 roku Schrödinger napisał książkę „Czym jest życie z punktu widzenia fizyki?”, która wywarła znaczący wpływ na rozwój biofizyki i biologii molekularnej. W tej książce szczegółowo omówiono kilka kluczowych kwestii. Podstawowe pytanie brzmi: „Jak fizyka i chemia mogą wyjaśnić zjawiska w przestrzeni i czasie zachodzące wewnątrz żywego organizmu?” Lektura tej książki nie tylko dostarczy obszernego materiału teoretycznego, ale także skłoni Cię do zastanowienia się nad tym, czym w istocie jest życie?

Erwin Schrödinger. Czym jest życie z fizycznego punktu widzenia? M.: RIMIS, 2009. 176 s. Pobierać:

Erwin Schrödinger. Czym jest życie z fizycznego punktu widzenia? M.: Atomizdat, 1972. 62 s. Pobierać:

Źródło wersji tekstowej: Erwin Schrödinger. Czym jest życie z fizycznego punktu widzenia? M.: Atomizdat, 1972. 62 s.

Komentarze: 0

Petera Atkinsa

Książka przeznaczona jest dla szerokiego grona czytelników, którzy chcą dowiedzieć się więcej o otaczającym nas świecie i o sobie samych. Autor, znany naukowiec i popularyzator nauki, z niezwykłą przejrzystością i głębią wyjaśnia budowę Wszechświata, tajemnice świata kwantowego i genetyki, ewolucję życia oraz ukazuje znaczenie matematyki dla zrozumienia całej przyrody i wszechświata. zwłaszcza ludzki umysł.

Włodzimierz Budanow, Aleksander Panow

Na granicy szaleństwa

W codziennym otoczeniu ludzie najczęściej wzywają do celowości myśli, działań i decyzji. A tak na marginesie, synonimy praktyczności brzmią jak „adekwatność, użyteczność i racjonalność…” Po prostu na poziomie intuicyjnym wydaje się, że czegoś brakuje. Entropia? Bałagan? A zatem w świecie fizycznym jest go pod dostatkiem – mówi prezenterka programu, doktor nauk fizycznych i matematycznych Karima Nigmatulina-Mashchitskaya. A goście programu próbowali połączyć dwie koncepcje w jedną całość - entropię i celowość. Uczestnicy programu: doktor filozofii, kandydat nauk fizycznych i matematycznych Władimir Budanow oraz doktor nauk fizycznych i matematycznych Aleksander Panow.

Aleksander Markow

Książka ta jest fascynującą opowieścią o pochodzeniu i budowie człowieka, opartą na najnowszych badaniach z zakresu antropologii, genetyki i psychologii ewolucyjnej. Dwutomowa książka „Ewolucja Człowieka” odpowiada na wiele pytań, które od dawna interesują Homo sapiens. Co to znaczy być człowiekiem? Kiedy i dlaczego staliśmy się ludźmi? W jakim sensie jesteśmy lepsi od naszych sąsiadów na planecie, a w jakim jesteśmy od nich gorsi? I jak możemy lepiej wykorzystać naszą główną różnicę i zaletę – ogromny, złożony mózg? Jednym ze sposobów jest uważne przeczytanie tej książki.

Aleksander Markow

Książka ta jest fascynującą opowieścią o pochodzeniu i budowie człowieka, opartą na najnowszych badaniach z zakresu antropologii, genetyki i psychologii ewolucyjnej. Dwutomowa książka „Ewolucja Człowieka” odpowiada na wiele pytań, które od dawna interesują Homo sapiens. Co to znaczy być człowiekiem? Kiedy i dlaczego staliśmy się ludźmi? W jakim sensie jesteśmy lepsi od naszych sąsiadów na planecie, a w jakim jesteśmy od nich gorsi? I jak możemy lepiej wykorzystać naszą główną różnicę i zaletę – ogromny, złożony mózg? Jednym ze sposobów jest uważne przeczytanie tej książki.

Walenty Turczin

W tej książce V.F. Turchin przedstawia swoją koncepcję przejścia metasystemu i z jej pozycji śledzi ewolucję świata od najprostszych organizmów jednokomórkowych do pojawienia się myślenia, rozwoju nauki i kultury. Monografia pod względem wkładu w naukę i filozofię dorównuje tak znanym dziełom, jak „Cybernetyka” N. Wienera i „Fenomen człowieka” P. Teilharda de Chardina. Książka napisana jest żywym, obrazowym językiem i jest przystępna dla czytelników na każdym poziomie. Szczególnie interesujące dla osób zainteresowanych podstawowymi zagadnieniami nauk przyrodniczych.

Aleksander Markow

W artykułach popularnonaukowych z zakresu archeologii, geologii, paleontologii, biologii ewolucyjnej i innych dyscyplin, w ten czy inny sposób związanych z rekonstrukcją wydarzeń z odległej przeszłości, co jakiś czas pojawiają się daty bezwzględne: coś wydarzyło się 10 tysięcy lat temu, coś 10 milion i coś - 4 miliardy lat temu. Skąd pochodzą te liczby?

Bieżąca strona: 1 (książka ma łącznie 13 stron) [dostępny fragment do czytania: 9 stron]

Erwin Schrödinger
Czym jest życie?

Czym jest życie?

Żywa komórka jako obiekt fizyczny

Na podstawie wykładów wygłoszonych we współpracy z Dublin Institute of Advanced Study w Trinity College w Dublinie, luty 1943 r.

Pamięci moich rodziców

Przedmowa

Jako młody student matematyki na początku lat pięćdziesiątych niewiele czytałem, ale kiedy już to robiłem, czytałem głównie Erwina Schrödingera. Zawsze lubiłem jego twórczość, był w niej dreszczyk odkrycia, który zapowiadał prawdziwie nowe zrozumienie tajemniczego świata, w którym żyjemy. W tym sensie szczególnie wyróżnia się krótkie, klasyczne dzieło „Czym jest życie?”, które, jak teraz rozumiem, z pewnością powinno być stawiane na równi z najbardziej wpływowymi dziełami naukowymi XX wieku. Jest to potężna próba zrozumienia prawdziwych tajemnic życia – próba podjęta przez fizyka, którego własne wnikliwe spostrzeżenia ogromnie zmieniły nasze rozumienie tego, z czego zbudowany jest świat. Multidyscyplinarny charakter książki był niezwykły jak na tamte czasy, ale napisano ją z ujmującą, choć rozbrajającą skromnością, na poziomie przystępnym dla niespecjalistów i młodych ludzi aspirujących do kariery naukowej. W rzeczywistości wielu naukowców, którzy wnieśli fundamentalny wkład w biologię, takich jak B. S. Haldane 1
Haldane, John Burdon Sanderson (1892–1964) – angielski genetyk, biochemik, fizjolog i ewolucjonista, który stworzył genetykę populacyjną i molekularną oraz syntetyczną teorię ewolucji. – Uwaga tutaj i poniżej. uliczka

I Francisa Cricka 2
Crick, Francis (1916–2004) – brytyjski biolog molekularny i biofizyk, jeden z odkrywców struktury DNA, laureat Nagrody Nobla.

Przyznali, że znaczący wpływ na nich wywarły różne, choć kontrowersyjne, idee przedstawione w tej książce przez myślącego fizyka.

Podobnie jak wiele innych dzieł, które wpłynęły na ludzki sposób myślenia, What Is Life? przedstawia punkty widzenia, które po uchwyceniu wydają się być prawdami niemal oczywistymi. Jednak nadal są one ignorowane przez wiele osób, które powinny rozumieć, co jest co. Jak często słyszymy, że efekty kwantowe mają niewielkie znaczenie w badaniach biologicznych, a nawet, że jemy żywność, aby uzyskać energię? Przykłady te podkreślają trwałe znaczenie książki Schrödingera Czym jest życie? Bez wątpienia warto przeczytać ponownie!

Rogera Penrose’a

Wstęp

Od naukowca oczekuje się pełnej i wszechstronnej wiedzy z pierwszej ręki i dlatego nie powinien pisać o czymś, w czym nie jest ekspertem. Jak to się mówi, szlachta zobowiązana3
Przepis zobowiązuje ( ks.).

Teraz proszę Cię, żebyś o tym zapomniał szlachta, jeśli takie istnieją, i zostać zwolnionym z powiązanych obowiązków. Moje uzasadnienie jest następujące: od naszych przodków odziedziczyliśmy silne pragnienie posiadania jednej, wszechogarniającej wiedzy. Już sama nazwa uczelni wyższych przypomina, że ​​od czasów starożytnych i przez wiele wieków przywiązywano do tego aspektu największą wagę wszechstronność. Jednakże rozwój – wszerz i w głąb – różnych dziedzin wiedzy w ciągu ostatnich stu lat zmusił nas do stawienia czoła dziwnemu dylematowi. Wyraźnie czujemy, że dopiero zaczynamy zbierać rzetelny materiał, z którego będziemy mogli wydedukować całkowitą sumę wszystkich znanych nam rzeczy. Ale z drugiej strony, teraz indywidualny umysł może opanować jedynie niewielką, wyspecjalizowaną wiedzę.

Widzę tylko jeden sposób poradzenia sobie z tym dylematem (w przeciwnym razie nasz prawdziwy cel zostanie utracony na zawsze): ktoś musi wziąć na siebie syntezę faktów i teorii, nawet z drugiej ręki i niekompletnych, ryzykując, że wyjdzie na głupca .

To moja wymówka.

Nie należy lekceważyć trudności językowych. Język ojczysty jest jak szyty na miarę strój i człowiek czuje się niekomfortowo, gdy zostaje pozbawiony do niego dostępu i zmuszony jest posługiwać się innym językiem. Chciałbym wyrazić moją wdzięczność dr Inksterowi (Trinity College, Dublin), dr Patrickowi Brownowi (St Patrick's College, Maynooth) i, co nie mniej ważne, panu S. C. Robertsowi. Nie było im łatwo dopasować do mnie nowe ubrania i przekonać mnie do porzucenia „oryginalnych” skrętów. Jeżeli część z nich przetrwała redakcję moich znajomych, to jest to moja wina.

Nagłówki sekcji miały pierwotnie służyć jako podsumowanie i należy zapoznać się z tekstem każdego rozdziału w sposób ciągły4
Bez przerwy ( To.).

E. Sz.

Dublin

Wrzesień 1944

Najmniej wolna osoba myśli o śmierci. W swojej mądrości zastanawia się nie nad śmiercią, ale nad życiem.

Spinoza. Etyka. Część IV, przepis 67

Rozdział 1
Klasyczne fizyczne podejście do tematu

Myślę, więc istnieję.

R. Kartezjusz

Ogólny charakter i cel badania

Ta niewielka książeczka zrodziła się z serii publicznych wykładów wygłaszanych przez fizyka teoretyka przed czterystuosobową publicznością, która nie skurczyła się nawet po wstępnym ostrzeżeniu o złożoności tematu i tym, że wykładów nie można nazwać popularnymi, chociaż praktycznie nie używali najstraszniejszej broni fizyków, dedukcji matematycznej - nie dlatego, że przedmiot można wyjaśnić bez użycia matematyki, ale po prostu dlatego, że jest to zbyt zagmatwane, aby można było uzyskać pełny opis matematyczny. Kolejną cechą, która nadawała wykładom pewien popularny charakter, była intencja wykładowcy wyjaśnienia zarówno biologom, jak i fizykom podstawowej idei leżącej na styku biologii i fizyki.

Tak naprawdę, pomimo różnorodności poruszanych tematów, pomysł ma na celu przekazanie tylko jednej idei – małego komentarza do dużej i ważnej kwestii. Aby się nie zgubić, zróbmy krótki plan.

Najważniejszym, ważnym i szeroko dyskutowanym pytaniem jest:

Jak fizyka i chemia wyjaśniają zdarzenia w przestrzeni i czasie zachodzące w ramach przestrzennych żywego organizmu?

Wstępną odpowiedź, którą niniejsza książka stara się ustalić i uzasadnić, można podsumować w następujący sposób:

Oczywista niezdolność współczesnej fizyki i chemii do wyjaśnienia takich zjawisk nie oznacza wcale, że nauki te nie są w stanie ich wyjaśnić.

Fizyka statystyczna. Zasadnicza różnica w budowie

Uwaga ta byłaby dość trywialna, gdyby jej jedynym celem było rozbudzenie nadziei na osiągnięcie w przyszłości tego, czego nie udało się osiągnąć w przeszłości. Jednak jego znaczenie jest znacznie bardziej optymistyczne: ta niemożność ma szczegółowe wyjaśnienie.

Dziś, dzięki znakomitej pracy biologów, głównie genetyków, przeprowadzonej w ciągu ostatnich trzydziestu do czterdziestu lat, wiemy wystarczająco dużo o faktycznej strukturze materialnej organizmów i ich działaniu, aby stwierdzić i podać dokładny powód: współczesna fizyka i chemia nie są w stanie wyjaśnić przestrzeni kosmicznej. -zdarzenia czasowe, zachodzące w żywym organizmie.

Oddziaływania atomów w ważnych częściach ciała różnią się zasadniczo od wszystkich połączeń atomów, które były dotychczas przedmiotem badań eksperymentalnych i teoretycznych fizyków i chemików. Jednak ta różnica, którą uważam za zasadniczą, może wydawać się mało istotna nikomu poza fizykiem, który zdaje sobie sprawę, że prawa chemii i fizyki mają charakter czysto statystyczny. Przecież to ze statystycznego punktu widzenia budowa najważniejszych części organizmów żywych tak bardzo różni się od jakiejkolwiek bryły materii, z którą my, fizycy i chemicy, pracujemy fizycznie w laboratoriach lub mentalnie przy biurku 5
Kwestię tę podkreśla w dwóch artykułach F. J. Donnan: Nauka, XXIV, #78 (1918), 10 ( La science physico-chimique décrit-elle d’une façon adéquate les phénomènes biologiques?/ Czy nauki fizykochemiczne są w stanie adekwatnie opisać zjawiska biologiczne?) oraz Raport Smithsona, 1929, s. 309 ( Tajemnica życia/ Tajemnica życia).

Nie sposób sobie wyobrazić, aby odkryte w ten sposób prawa i prawidłowości można było bezpośrednio zastosować do zachowania systemów, które nie mają struktury, na której się opierają.

Jest mało prawdopodobne, aby niefizyk był w stanie w ogóle pojąć – nie mówiąc już o docenieniu – różnicy w „strukturze statystycznej” wyrażonej w tak abstrakcyjnych kategoriach. Aby nadać temu stwierdzeniu życia i koloru, wspomnę o czymś, co później zostanie opisane znacznie bardziej szczegółowo, a mianowicie o najważniejszym składniku żywej komórki - włókienku chromosomalnym, który można nazwać kryształ aperiodyczny. Do tej pory w fizyce mieliśmy do czynienia tylko z okresowe kryształy. W umyśle skromnego fizyka są to bardzo interesujące i złożone obiekty; należą do najbardziej niesamowitych i pomysłowych struktur materialnych, którymi zaintrygowała go nieożywiona przyroda. Jednak w porównaniu do kryształów aperiodycznych są proste i nudne. Różnice w fakturze można porównać do różnicy pomiędzy zwykłą tapetą, w której ten sam wzór powtarza się w kółko w regularnych odstępach czasu, a umiejętnym haftem, jak gobelin Rafaela, gdzie nie ma nudnego powtarzania, ale złożony, harmonijny , wymowny projekt stworzony przez wielkiego mistrza.

Nazywając kryształy okresowe jednym z najtrudniejszych obiektów badań, miałem na myśli prawdziwego fizyka. Chemia organiczna, eksplorując coraz bardziej skomplikowane molekuły, znacznie zbliżyła się do owego „aperiodycznego kryształu”, który moim zdaniem jest materialnym nośnikiem życia. Nic dziwnego, że chemicy organiczni wnieśli już istotny wkład w problematykę życia, podczas gdy fizycy nie wnieśli prawie nic.

Podejście do tematu naiwnego fizyka

Teraz, po krótkim zarysowaniu głównej idei, a raczej granic naszych badań, opiszę linię ataku. Proponuję najpierw rozważyć idee naiwnego fizyka na temat organizmów - to znaczy idee, które mogą pojawić się w umyśle fizyka, który poznawszy swoją fizykę, a raczej statystyczne podstawy nauki, zaczyna o nich myśleć i jak się zachowują i funkcjonują, a na koniec szczerze zadaje sobie pytanie, czy dzięki temu, czego się nauczył, z punktu widzenia swojej stosunkowo prostej, jasnej i skromnej nauki, jest w stanie wnieść jakiś znaczący wkład w dane problem.

Okazuje się, że jest całkiem zdolny. Następnie należy porównać jego teoretyczne oczekiwania z faktami biologicznymi. Okaże się, że choć w ogóle jego pomysły wydają się bardzo rozsądne, wymagają znacznej korekty. W ten sposób będziemy stopniowo zbliżać się do właściwego punktu widzenia – czy raczej skromniej mówiąc, do punktu widzenia, który uważam za słuszny.

Nie jestem pewien, czy moje podejście jest najlepsze i najprostsze. Jednak on jest mój. Ja sam byłem „naiwnym fizykiem”. I nie mogłem znaleźć prostszej i wyraźniejszej drogi do celu niż moja kręta ścieżka.

Dlaczego atomy są takie małe?

Dobrym sposobem na rozwinięcie pomysłów naiwnego fizyka jest rozpoczęcie od dziwnego, niemal absurdalnego pytania: dlaczego atomy są tak małe? Tak, są naprawdę bardzo małe. Każda cząstka materii, z którą mamy do czynienia na co dzień, składa się z wielu atomów. Aby przekazać ten fakt publiczności, wybrano liczne przykłady, z których najbardziej imponujący pochodzi od Lorda Kelvina 6
Thomson, William, Baron Kelvin (1824–1907) – brytyjski fizyk matematyczny, od którego nazwiska wzięła się nazwa absolutnej jednostki temperatury.

Wyobraź sobie, że możesz oznaczyć cząsteczki w szklance wody; następnie wlej zawartość szklanki do oceanu i dokładnie wymieszaj, aby oznakowane cząsteczki równomiernie rozprowadziły się po siedmiu morzach. Jeśli następnie zbierzesz szklankę wody z dowolnego miejsca w oceanie, znajdziesz w niej około stu oznakowanych cząsteczek. Oczywiście nie będzie ich dokładnie 100 (nawet jeśli obliczenia dadzą dokładnie taki wynik). Będzie 88, 95, 107 lub 112, ale ledwie 50 lub 150. Oczekiwane „odchylenie” lub „fluktuacja” będzie rzędu pierwiastka kwadratowego ze 100, czyli 10. Statystyk wyrazi to w ten sposób: znajdziesz 100± 10 cząsteczek. Komentarz ten można na razie zignorować, ale później wykorzystamy go do zilustrowania prawa statystycznego √ N.

Prawdziwy rozmiar atomów 7
Według współczesnych koncepcji atom nie ma wyraźnych granic, dlatego „rozmiar” atomu nie jest pojęciem zdefiniowanym. Możemy jednak scharakteryzować lub, jeśli kto woli, zastąpić to odległością między środkami atomów w stanie stałym lub ciekłym, ale oczywiście nie w stanie gazowym, w którym zwiększa się około dziesięciokrotnie przy normalnym ciśnieniu i temperatura. – Notatka automatyczny

W przybliżeniu długość fali światła żółtego. Porównanie to jest istotne, ponieważ długość fali z grubsza charakteryzuje rozmiar najmniejszego obiektu widocznego pod mikroskopem. Zatem taki obiekt zawiera tysiące milionów atomów. Ale dlaczego atomy są takie małe? Oczywiście to pytanie jest podchwytem, ​​ponieważ tak naprawdę nie chodzi w ogóle o wielkość atomów, ale o wielkość organizmów, a dokładniej, naszych własnych ciał. Atom jest mały w porównaniu z „cywilną” jednostką długości, taką jak jard lub metr. W fizyce atomowej zwykle używamy tak zwanego angstremu (w skrócie Å), który wynosi 10–10 metrów lub w zapisie dziesiętnym 0,0000000001 metra. Średnice atomów wahają się od 1 do 2 Å. Jednostki „cywilne”, w porównaniu z którymi atomy są tak małe, są ściśle powiązane z rozmiarami naszych ciał. Według legendy plac zawdzięczamy angielskiemu królowi jokerów, którego doradcy zapytali, jakiej jednostki użyć. Wyciągnął rękę na bok i odpowiedział: „Użyj odległości od środka mojej klatki piersiowej do czubków palców, to wystarczy”. Niezależnie od tego, czy ta historia jest prawdziwa, czy nie, jest to ważne dla naszych celów. Król oczywiście wskazał długość porównywalną z własnym ciałem, zdając sobie sprawę, że każda inna byłaby niewygodna. Mimo swojej zamiłowania do angstremów fizyk woli, żeby mu powiedziano, że jego nowy garnitur będzie wymagał sześciu i pół jarda tweedu, a nie sześćdziesięciu pięciu miliardów angstremów.

Ustaliliśmy zatem, że nasze pytanie dotyczy związku pomiędzy dwoma rozmiarami – rozmiarem naszego ciała i rozmiarem atomu. Biorąc pod uwagę niezaprzeczalny prymat niezależnego istnienia atomu, pytanie to należy przeformułować w następujący sposób: dlaczego nasze ciała są tak duże w porównaniu z atomem?

Wyobrażam sobie, jak wielu bystrych studentów fizyki czy chemii ubolewało nad tym, że wszystkie nasze narządy zmysłów, które stanowią bardzo istotną część organizmu, a zatem z punktu widzenia powyższego stosunku, składają się z wielu atomy, są zbyt prymitywne, aby można było odczuć wpływ pojedynczego atomu. Nie możemy zobaczyć, poczuć ani usłyszeć poszczególnych atomów. Nasze hipotezy na ich temat różnią się znacznie od bezpośrednich odkryć dokonanych za pomocą dużych zmysłów i nie można ich bezpośrednio sprawdzić.

Czy to konieczne? Czy ma to jakiś wewnętrzny powód? Czy możemy prześledzić ten stan rzeczy do jakiejś pierwotnej zasady, aby potwierdzić i zrozumieć, dlaczego nic innego nie jest zgodne z prawami natury?

Wreszcie mamy problem, który fizyk może rozwiązać. Odpowiedź na wszystkie te pytania brzmi: tak.

Praca ciała wymaga określonych praw fizycznych

Gdyby tak nie było, gdybyśmy byli organizmami tak wrażliwymi, że jeden lub więcej atomów mogłoby odcisnąć namacalne wrażenie na naszych zmysłach – Boże, jakie byłoby życie! Podkreślę: taki organizm z pewnością nie rozwinąłby uporządkowanego myślenia, które po przejściu przez wiele wczesnych etapów uformowałoby się ostatecznie, wśród wielu innych idei, ideą atomu.

Wybieramy ten punkt, ale poniższe rozważania dotyczą także pracy innych narządów, nie tylko mózgu i układu sensorycznego. Jednak jedyną rzeczą, która naprawdę nas interesuje w nas samych, jest to, co czujemy, myślimy i postrzegamy. W porównaniu z procesami fizjologicznymi odpowiedzialnymi za myślenie i odczuwanie, pozostałe odgrywają rolę drugorzędną, przynajmniej z punktu widzenia człowieka, jeśli nie z czysto obiektywnej biologii. Co więcej, nasze zadanie stanie się łatwiejsze, jeśli zdecydujemy się zbadać proces ściśle powiązany ze zdarzeniami subiektywnymi, choć nie zdając sobie sprawy z prawdziwej natury tej równoległości. Z mojego punktu widzenia leży to poza naukami przyrodniczymi – i prawdopodobnie poza ludzkim zrozumieniem.

Powstaje zatem pytanie: dlaczego narząd taki jak nasz mózg i związany z nim układ zmysłów muszą składać się z niewiarygodnej liczby atomów, aby jego fizycznie zmienny stan odpowiadał wysoko rozwiniętemu myśleniu? Dlaczego powyższe zadanie czyni ten organ niemożliwym do pogodzenia z bytem, ​​czy to jako całość, czy poprzez części peryferyjne, które bezpośrednio oddziałują z otoczeniem, instrumentem na tyle subtelnym i czułym, aby zarejestrować i zareagować na pojedynczy atom z zewnątrz?

Powód jest taki: to, co nazywamy myślą (1), samo w sobie jest uporządkowane i (2) może być użyte jedynie w odniesieniu do materiału, to znaczy percepcji lub doświadczenia, który ma pewien poziom porządku. Wynikają z tego dwa wnioski. Po pierwsze, aby powiązać się z myśleniem (tak jak mój mózg odnosi się do moich myśli), organizacja fizyczna musi być wysoce uporządkowana, a to oznacza, że ​​zdarzenia w niej zachodzące muszą z wielką precyzją podlegać ścisłym prawom fizycznym. Po drugie, fizyczne wrażenia, jakie ciała zewnętrzne wywierają na ten fizycznie zorganizowany system, w sposób oczywisty odpowiadają percepcji i doświadczeniu odpowiedniej myśli, tworząc jej materię, jak to wyraziłem. Fizyczne interakcje naszego systemu z innymi muszą z reguły same posiadać pewien stopień porządku fizycznego, to znaczy przestrzegać ścisłych praw fizycznych z pewną dokładnością.

Prawa fizyczne opierają się na statystykach atomowych i dlatego są przybliżone

Dlaczego to wszystko jest nieosiągalne dla organizmu składającego się z ograniczonej liczby atomów i zdolnego do odczuwania wpływu jednego lub kilku atomów?

Wiemy bowiem, że atomy znajdują się w ciągłym, nieuporządkowanym ruchu termicznym, co, że tak powiem, zaprzecza uporządkowanemu zachowaniu i sprawia, że ​​zdarzenia realizowane przez niewielką liczbę atomów nie spełniają znanych praw. Dopiero gdy połączy się niewiarygodnie dużą liczbę atomów, w grę wchodzą prawa statystyczne, które kontrolują zachowanie tych klastrów z precyzją rosnącą wraz z liczbą atomów. W ten sposób zdarzenia nabierają cech realnego porządku. Wszystkie prawa fizyczne i chemiczne, które odgrywają ważną rolę w życiu organizmów, mają charakter statystyczny. Każdy inny rodzaj regularności i porządku zostaje zakłócony i unieważniony przez ciągły termiczny ruch atomów.

Ich dokładność opiera się na dużej liczbie zaangażowanych atomów. Przykład pierwszy (paramagnetyzm)

Zilustruję to kilkoma przykładami, wybranymi losowo spośród tysięcy podobnych i dlatego być może nie najlepszymi dla czytelnika, który po raz pierwszy słyszy o takim stanie rzeczy – stanowisko tak fundamentalne we współczesnej fizyce i chemii, jak: na przykład struktura komórkowa organizmów w biologii, prawo Newtona w astronomii, a nawet ciąg liczb całkowitych - 1, 2, 3, 4, 5... - w matematyce. Kolejne strony raczej nie pomogą początkującemu w pełni zrozumieć i docenić przedmiot dyskusji, który kojarzony jest z genialnymi nazwiskami Willarda Gibbsa 8
Boltzmann, Ludwig (1844–1906) – austriacki fizyk, znany z prac z zakresu mechaniki statystycznej i teorii kinetyki molekularnej.

I Ludwiga Boltzmanna 9
Gibbs, Josiah Willard (1839–1903) – amerykański fizyk i matematyk, który był twórcą analizy wektorowej, matematycznej teorii termodynamiki i fizyki statystycznej.

I jest to omawiane w podręcznikach w dziale „termodynamika statystyczna”.

Jeśli napełnisz wydłużoną rurkę kwarcową tlenem i umieścisz ją w polu magnetycznym, gaz ulegnie namagnesowaniu. Wybrałem gaz, ponieważ jest to prostszy przypadek niż ciało stałe lub ciecz. Fakt, że namagnesowanie w tym przypadku będzie wyjątkowo słabe, nie wpłynie na rozumowanie teoretyczne. Namagnesowanie zachodzi, ponieważ cząsteczki tlenu są małymi magnesami i są zorientowane równolegle do pola, jak igła kompasu. Ale nie myśl, że wszystkie są ustawione równolegle. Podwajając siłę pola, będziesz miał dwukrotnie większe namagnesowanie w swoim pojemniku z tlenem i wzrośnie ono proporcjonalnie w miarę zbliżania się do niezwykle silnych pól.

Ryż. 1. Paramagnetyzm

Jest to wyraźny przykład prawa czysto statystycznego. Orientacji wywołanej przez pole stale przeciwstawia się ruch termiczny, co prowadzi do dowolnej orientacji. Efektem tej walki jest niewielka przewaga kątów ostrych pomiędzy osią dipola a polem nad kątami rozwartymi. Orientacja poszczególnych atomów ulega ciągłym zmianom, ale średnio, ze względu na ich ogromną liczbę, dają one stałą, niewielką przewagę orientacji w kierunku pola, proporcjonalnej do tego pola. To genialne wyjaśnienie zawdzięczamy francuskiemu fizykowi P. Langevinowi 10
Langevin, Paul (1872–1946) – francuski fizyk, autor teorii diamagnetyzmu i paramagnetyzmu.

Możesz to sprawdzić w następujący sposób. Jeśli zaobserwowane słabe namagnesowanie rzeczywiście jest wynikiem przeciwstawnych zjawisk, a mianowicie pola magnetycznego, które chce ustawić wszystkie cząsteczki równolegle, oraz ruchu termicznego, który ma tendencję do przypadkowej orientacji, to możliwe jest zwiększenie namagnesowania nie poprzez zwiększanie pola magnetycznego pola, ale poprzez osłabienie ruchu termicznego, czyli obniżenie temperatury. Potwierdza to doświadczenie, według którego namagnesowanie jest odwrotnie proporcjonalne do temperatury bezwzględnej, co jest ilościowo zgodne z teorią (prawo Curie). Nowoczesny sprzęt pozwala nawet, obniżając temperaturę, osłabić ruch termiczny do tego stopnia, że ​​efekt orientujący pola magnetycznego będzie mógł, jeśli nie ujawnić się w pełni, to osiągnąć znaczną część „pełnego namagnesowania”. W tym przypadku nie oczekujemy już, że podwojenie natężenia pola spowoduje podwojenie namagnesowania; ta ostatnia będzie rosła coraz mniej, zbliżając się do tzw. nasycenia. Potwierdza to również eksperyment.

Należy zauważyć, że to zachowanie jest całkowicie zależne od dużej liczby cząsteczek, które oddziałują, tworząc obserwowane namagnesowanie. W przeciwnym razie to ostatnie nie byłoby stałe, ale wahałoby się dość dowolnie z sekundy na sekundę, wskazując na zmienny sukces w walce ruchu termicznego z polem magnetycznym.

Przykład drugi (ruchy Browna, dyfuzja)

Wypełniając dno zamkniętego szklanego pojemnika mgłą składającą się z drobnych kropelek, zobaczysz, że górna część mgły będzie stopniowo opadać w określonym tempie określonym przez lepkość powietrza oraz wielkość i gęstość właściwą kropelek. Ale po zbadaniu jednej z kropli pod mikroskopem odkryjesz, że nie opada ona ze stałą prędkością, ale wykonuje bardzo złożony ruch, tak zwany ruch Browna, który tylko średnio koreluje z ogólnym osiadaniem.

Oczywiście kropelki te nie są atomami, ale są na tyle małe i lekkie, że można odczuć wpływ poszczególnych cząsteczek nieustannie bombardujących ich powierzchnię. Dlatego krople odchylają się najpierw w jedną lub drugą stronę i tylko średnio poddają się działaniu grawitacji.

Ryż. 2. Osiadająca mgła

Ryż. 3. Ruchy Browna opadającej kropli

Ten przykład pokazuje zabawne i chaotyczne doznania, których doświadczylibyśmy, gdyby nasze zmysły dostrzegły działanie poszczególnych cząsteczek. Istnieją bakterie i inne organizmy, które są tak małe, że zjawisko to znacząco wpływa na nie. Ich ruchy są zdeterminowane termicznymi kaprysami otoczenia; po prostu nie mają wyboru. Te z nich, które mają własną zdolność poruszania się, mogą przemieszczać się z miejsca na miejsce, ale z trudem, ponieważ ruch termiczny rzuca nimi jak kruchą łódką na wzburzonym morzu.

Zjawisko jest bardzo podobne do ruchów Browna dyfuzja. Wyobraź sobie naczynie wypełnione wodą, w którym rozpuszczona jest niewielka ilość jakiejś zabarwionej substancji, na przykład nadmanganianu potasu, nie w tym samym stężeniu, ale jak pokazano na ryc. 4, gdzie kropki przedstawiają cząsteczki rozpuszczonej substancji (nadmanganianu), a stężenie maleje od lewej do prawej. Jeśli pozostawimy to naczynie w spokoju, rozpocznie się powolny proces „dyfuzji”, przenoszenia nadmanganianu z lewej strony naczynia na prawą, czyli z miejsca o większym stężeniu do miejsca o niższym, aż do substancja jest równomiernie rozłożona w wodzie.

Zadziwiające w tym bardzo prostym i niezbyt interesującym procesie jest to, że nie opiera się on na jakiejś tendencji czy sile, która prowadzi cząsteczki nadmanganianu z bardziej zaludnionego obszaru do mniej zaludnionego, jak mieszkańcy kraju przenoszący się do wolnych regionów. Nic takiego nie dzieje się z naszymi cząsteczkami nadmanganianu. Każdy zachowuje się niezależnie od pozostałych, z którymi spotyka się bardzo rzadko. Każdy z nich – zarówno na obszarze zaludnionym, jak i pustym – nieustannie doświadcza uderzeń cząsteczek wody i stopniowo przemieszcza się w nieprzewidywalnym kierunku – czasem do obszaru o większym stężeniu, czasem do obszaru o mniejszym, a nawet na bok. Ruch takiej cząsteczki często porównywany jest do ruchu osoby niewidomej w otwartej przestrzeni. Ma obsesję na punkcie chęci „chodzenia”, ale nie może wybrać kierunku, dlatego stale zmienia swój kurs.

Ryż. 4. Dyfuzja od lewej do prawej w roztworze o różnych stężeniach

Na pierwszy rzut oka zagadkowe jest to, że ten przypadkowy spacer każdej cząsteczki nadmanganianu powinien prowadzić do regularnego przepływu w kierunku niższych stężeń i ostatecznie do równomiernego rozkładu. Jeśli podzielisz ryż. 4 na cienkie plasterki o w przybliżeniu stałym stężeniu, cząsteczki nadmanganianu zawarte w danym plasterku w pewnym momencie z równym prawdopodobieństwem przesuną się w lewo lub w prawo w wyniku przypadkowego ruchu. Oznacza to jednak, że płaszczyzna oddzielająca sąsiednie wycinki będzie przecinać więcej cząsteczek pochodzących z lewej strony niż z prawej – po prostu dlatego, że po lewej stronie znajduje się więcej cząsteczek zaangażowanych w ruch losowy. I dopóki jest to prawdą, rezultatem będzie regularny przepływ od lewej do prawej - aż do uzyskania równomiernego rozkładu.

Jeśli przełożymy te argumenty na język matematyczny, prawo dyfuzji będzie cząstkowym równaniem różniczkowym:

Oszczędzę czytelnikowi wyjaśnień, chociaż znaczenie tego prawa można wyrazić prostym językiem. Mianowicie: stężenie w dowolnym konkretnym punkcie rośnie lub spada z czasem proporcjonalnie do względnego nadmiaru lub niedoboru stężenia w jego nieskończenie małym otoczeniu. Nawiasem mówiąc, prawo przewodności cieplnej wygląda dokładnie tak samo, tylko zamiast stężenia jest temperatura. Przytoczyłem to surowe, „matematycznie rygorystyczne” prawo, aby podkreślić, że jego fizyczną dokładność należy jednak kwestionować w każdym przypadku z osobna. Opiera się na przypadku, a jego ważność jest przybliżona. Jest to zwykle bardzo dobre przybliżenie, ale tylko ze względu na ogromną liczbę cząsteczek biorących udział w tym zjawisku. Im mniejsza jest ich liczba, tym silniejszych odchyleń losowych należy się spodziewać – a są one obserwowane w niesprzyjających warunkach.

Przykład trzeci (granice dokładności pomiaru)

Ostatni przykład jest bardzo podobny do drugiego, ale jest szczególnie interesujący. Ciało lekkie zawieszone na długiej cienkiej nici w położeniu równowagi jest często wykorzystywane przez fizyków do pomiaru słabych sił odchylających je od równowagi, sił elektrycznych, magnetycznych lub grawitacyjnych przyłożonych w taki sposób, aby obrócić ciało wokół osi pionowej. Oczywiście wybór lekkiego ciała musi odpowiadać celom eksperymentu. Ciągłe próby poprawy dokładności tych popularnych „bilansów skrętnych” ujawniły ciekawe ograniczenie, które samo w sobie jest interesujące. Jeśli weźmiemy coraz lżejsze ciała oraz cieńsze i dłuższe nici – tak, aby równowaga była wrażliwa na coraz słabsze siły – granica zostanie osiągnięta w momencie, gdy zawieszone ciało zacznie odczuwać wpływ ruchu termicznego cząsteczek otoczenia i wykonywać ciągły chaotyczny „taniec” wokół pozycji równowagi, niczym drżąca kropla. To zachowanie nie narzuca bezwzględnego ograniczenia dokładności pomiarów dokonywanych przy użyciu wag, ale podkreśla praktyczne ograniczenie. Niekontrolowany wpływ ruchu termicznego konkuruje z wpływem mierzonej siły i sprawia, że ​​indywidualne obserwowane odchylenia są nieistotne. Aby wyeliminować wpływ ruchu Browna na narzędzie, należy wykonać wiele pomiarów. Ten przykład uważam za najbardziej ilustrujący nasze badania, gdyż nasze zmysły również są swego rodzaju instrumentem. Teraz widzimy, jak bezużyteczni staną się, jeśli nabiorą takiej wrażliwości.

Reguła √n

Dodam, że jako ilustrację mógłbym wybrać dowolne prawo fizyczne lub chemiczne, które ma znaczenie dla organizmu lub jego interakcji ze środowiskiem. Szczegółowe wyjaśnienie może być bardziej złożone, ale istota będzie ta sama, dlatego opis stanie się monotonny.

Należy jednak wspomnieć o jednym ważnym stwierdzeniu liczbowym dotyczącym błędu, jakiego należy się spodziewać w przypadku każdego prawa fizycznego - regule √ N. Najpierw zilustruję to prostym przykładem, a następnie uogólnię.

Jeśli założę, że pewien gaz w określonych warunkach – ciśnieniu i temperaturze – ma określoną gęstość i stwierdzę, że pewna objętość (odpowiednia do jakiegoś eksperymentu) w tych warunkach zawiera N cząsteczek gazu, możesz być pewien, że sprawdziwszy w pewnym momencie moje stwierdzenie, uznasz je za błędne, z odchyleniem rzędu √ N. Odpowiednio, jeśli N= 100, odchylenie będzie wynosić około 10, a błąd względny będzie wynosić 10%. Jeśli jednak N= 1 000 000, odchylenie będzie wynosić około 1000, a błąd względny wyniesie 0,1%. Z grubsza rzecz biorąc, to prawo statystyczne jest bardzo ogólne. Prawa fizyki i chemii fizycznej są nieprecyzyjne, a prawdopodobny błąd względny dla nich jest rzędu , gdzie n jest liczbą cząsteczek, które oddziałują, aby dane prawo zadziałało i obowiązywało w przestrzeni lub czasie (lub przestrzeni -time) ramy istotne dla każdego rozumowania lub eksperymentu.

Z tego wynika ponownie, że aby móc korzystać z wystarczająco precyzyjnych praw, zarówno w procesach wewnętrznych, jak i w interakcji ze światem zewnętrznym, organizm musi mieć dużą strukturę. W przeciwnym razie liczba oddziałujących cząstek będzie zbyt mała, a „prawa” będą niedokładne. Szczególnie rygorystycznym wymogiem jest pierwiastek kwadratowy. Chociaż milion to bardzo duża liczba, dokładność 1000 do 1 nie wydaje się zbyt wysoka, jeśli reguła ta ma być „prawem natury”.

Człowiek/ 10.10.2016 Konstantin Manuiłow / 8.10.2011
"
Książka zasługuje na uważną lekturę i przemyślenie przez każdą osobę podającą się za naukowca. Nie przeszkadza temu prymitywny półempiryzm mechaniki kwantowej, którego przyczyną jest całkowita izolacja jej twórców (w tym autora). książka) z mechaniki klasycznej i elektrodynamiki, w których możliwe byłoby uzyskanie wszystkich rozwiązań problemów teorii atomów i cząsteczek, dla całej nauki o ruchu ciał naładowanych pod wpływem sił wzajemnego przyciągania i odpychania. zostało rozwiązane w XIX wieku przez Ampere’a, Gaussa i Webera, którzy opierali się na rozwiązaniu problemu N ciał otrzymanym przez Newtona ani na naturalnym „starzeniu się” niektórych obliczeń autora. A co z superstrunami, co z genomem, są posmarowane tym samym, po prostu przepraszam za Ludmiła, Lenidę i anonima.

Jakie jest do cholery rozwiązanie problemu N-ciał? Analitycznie nie rozwiązano tego w przypadku trzech lub więcej ciał, z wyjątkiem szczególnych przypadków. Biorąc ten fakt pod uwagę, łatwo dojść do wniosku, że lubisz rozumieć szczegóły tego, czego się uczysz – wcale. Fałszywa erudycja.

Nikołaj/ 08.07.2016 Ludzie, na pewno nie mam takiego wykształcenia jak Wy.
Ale wy, głupcy, nie widzicie oczywistości.
Szukasz w złym miejscu i szukasz niewłaściwej rzeczy.
Zanim udowodnicie swoją prawdę i będziecie się wzajemnie obrażać, lepiej zjednoczcie się.
A CAŁE NASZE ŻYCIE JEST W CZASIE, TY PIERWSZY ZNAJDZIESZ ODPOWIEDŹ W CZASIE, A CZAS DA CI ODPOWIEDŹ NA ŻYCIE.

nnn/ 28.10.2015 Smith, jestem pracownikiem mniejszego instytutu, ale zauważam, że jeśli nauka jest gdziekolwiek „deptana” przez ludzi takich jak Ludmiła, to taka nauka jest bezwartościowa. To tylko słowo.

Kowal/ 12.10.2012 Ludmiła, jestem pracownikiem Rosyjskiej Akademii Nauk i Twoje słowa są pseudonaukową herezją. Dzięki ludziom takim jak Ty nasza nauka wymierza czas. Kosmici...dlaczego nie dadzą mi takiej trawy, jestem praworządnym obywatelem?

Ludmiła Belik/ 01.09.2012 Minęły lata bezskutecznej próby nakłonienia oficjalnej nauki Federacji Rosyjskiej do rozpoczęcia badań fizyki człowieka – wiecznego kosmity w śmiertelnym biociele – z DATĄ przeniesienia się w kosmos. Niedoszli akademicy kopnęli w kalendarz i zaczęli się odmładzać – na zawsze tracąc swój własny kosmizm – brzydki.

I co? Pozostaje nakłonić naukowców do zbadania ich w ŚMIERCI, zbadania gromadzenia się właściwości w głowie w celu wywołania eksplozji nuklearnej, otwarcia bram w szyi i namaszczenia ich wewnętrznego ja - kosmity „W DRODZE” yu Cóż, i, naturalnie, jak odmłodzeni akademicy wyjdą ze swoich ciał.
Nie na próżno badali śmierć fizyka-akademika V. Ginzburga - cóż, bardzo odkrywcze jest to, że przez wiele dni z rzędu był wyciskany ze zwłok, a potem - jeszcze straszniejszy.
Ale szef Rosyjskiej Akademii Nauk Yu Osipow wyjdzie jeszcze brzydszy. Istnieją jednak dziesiątki artykułów na temat jego utraty własnego kosmizmu, pokazujących zmiany w konstrukcji energetycznej i świetle „z” w nim.

Konstantin Manuiłow/ 8.10.2011 Książka zasługuje na uważną lekturę i przemyślenie przez każdą osobę podającą się za naukowca. Nie przeszkadza temu prymitywny półempiryzm mechaniki kwantowej, którego przyczyną jest całkowite wyizolowanie jej. twórcy (w tym autor książki) mechaniki klasycznej i elektrodynamiki, za pomocą których możliwe byłoby uzyskanie wszelkich rozwiązań problemów teorii atomów i cząsteczek, dla całej nauki o ruchu ciał naładowanych pod wpływem wpływ sił wzajemnego przyciągania i odpychania został rozwiązany w XIX wieku przez Ampere'a, Gaussa i Webera w oparciu o rozwiązanie problemu N-ciała, uzyskane przez Newtona, ani też naturalne „starzenie się” niektórych obliczeń autora. A co z superstrunami, co z genomem, są posmarowane tym samym, po prostu przepraszam za Ludmiła, Lenidę i anonima.

Leonid/ 12.12.2010 Tę monografię znalazłem w bibliotece jeszcze będąc studentem. Przepraszam, ale nie zrobiła wielkiego wrażenia, ani z fizycznego, ani biologicznego punktu widzenia. Od tego czasu pod mostem przepłynęło dużo wody, nastąpił postęp w biofizyce, ale niestety wszystko idzie bardzo powoli..
A warto przeczytać choćby dlatego, że autorem jest Schrödinger!

anonimowy/ 19.11.2010 Luda, zetrzyj proszę pianę, w genomie jest siła, a teoria kwantowa przeraża dzieci, wiem o tym.

Ludmiła Belik/ 05.04.2010 Wreszcie PRAWDA została zaoferowana ludziom, kiedy ludzie dali się całkowicie oszukać przez niedoszłych biologów i fizyków rządzących w RAS - niedoszłych naukowców - „twórców nieśmiertelności”. A ich obskurantyzm nie został wyeliminowany.

Ludmiła Belik/ 17.01.2010 Jedyny teoretyk-GENIUSZ-fizyk, który zrozumiał absolutnie dokładnie, że podstawą życia jest tylko teoria KWANTOWA, ale samotny geniusz został zadziobany na śmierć przez całą armię wrzaskliwych biologów, niszczycieli ludzkiej nauki. A najśmieszniejsze jest to, że odszyfrowany padlina genomowa została ochoczo uznana za życie. I stało się najgorsze – wszyscy sprawujący władzę w rosyjskiej nauce krzyczeli „HURRA!” . To zarówno żenujące, jak i zabawne. Konsekwencje są katastrofalne, a także krzyczą: „Chrońcie nas w nauce!” w swoich Biuletynach Komisji RAS.

Czym jest życie?

Wykłady wygłoszone w Trinity College w Dublinie w lutym 1943 r.

Moskwa: Państwowe Wydawnictwo Literatury Zagranicznej, 1947 - s. 150

Erwin Schrödinger

Profesor w Instytucie Badawczym w Dublinie

CZYM JEST ŻYCIE

z punktu widzenia fizyki?

CZYM JEST ŻYCIE?

Fizyczny aspekt

Żywa komórka

BRWIN SGHRODINGER

Starszy profesor w Dublin Institute for Advanced Studies

Tłumaczenie z języka angielskiego i posłowie A. A. MALINOVSKIEGO

Artysta G. Riftin

Wstęp

Homo liber nulla de re minus quam

de morte cogitat; i ejus sapientia

non mortis sed vitae meditatio est.

Spinoza, Etyka, P. IV, Prop. 67.

Wolny człowiek to nic takiego

mało kto nie myśli o śmierci, i

jego mądrość leży w refleksji

nie o śmierci, ale o życiu.

Spinoza, Etyka, część IV, Teoria. 67.

Ghtlbcckjdbt

Przedmowa

Powszechnie uważa się, że naukowiec musi posiadać gruntowną wiedzę z pierwszej ręki z danej dziedziny nauki, dlatego uważa się, że nie powinien pisać na tematy, w których nie jest ekspertem. Jest to postrzegane jako kwestia obowiązku szlacheckiego. Aby jednak osiągnąć swój cel, chcę wyrzec się szlachty i w związku z tym prosić o zwolnienie mnie z obowiązków z niej wynikających. Moje przeprosiny są następujące.

Odziedziczyliśmy po naszych przodkach głębokie pragnienie jednolitej, wszechogarniającej wiedzy. Już sama nazwa nadana najwyższym instytucjom wiedzy – uniwersytetom – przypomina nam, że od czasów starożytnych i przez wiele stuleci uniwersalność wiedzy była jedyną rzeczą, której można było całkowicie zaufać. Jednak rozwój i pogłębianie różnych dziedzin wiedzy w ciągu ostatnich stu wspaniałych lat postawiło nas przed dziwnym dylematem. Wyraźnie czujemy, że dopiero teraz zaczynamy zdobywać rzetelny materiał, aby wszystko, co wiemy, połączyć w jedną całość; z drugiej jednak strony prawie niemożliwe staje się, aby jeden umysł całkowicie opanował więcej niż jakąkolwiek małą wyspecjalizowaną część nauki.

Nie widzę wyjścia z tej sytuacji (bez utraty na zawsze naszego głównego celu), chyba że ktoś z nas odważy się podjąć syntezę faktów i teorii, mimo że nasza wiedza w niektórych z tych dziedzin jest niepełna i zdobyta z drugiej ręki i co najmniej ryzykowaliśmy, że wyjdziemy na ignorantów.

Niech to posłuży jako moje przeprosiny.

Duże znaczenie mają także trudności z językiem. Język ojczysty każdego człowieka jest jak dobrze dopasowany ubiór i nie można czuć się całkowicie wolnym, gdy w języku nie można czuć się swobodnie i trzeba go zastąpić innym, nowym. Jestem bardzo wdzięczny doktorowi Inksterowi (Trinity College, Dublin), dr Padraigowi Brownowi (St Patrick's College, Maynooth) i, co nie mniej ważne, panu S. C. Robertsowi. Mieli nie lada problem z dopasowaniem mnie do nowych ciuchów, a sytuację pogarszał fakt, że czasem nie chciałam rezygnować ze swojego nieco „oryginalnego” stylu. Jeśli cokolwiek z tego przetrwa pomimo wysiłków moich przyjaciół, aby to złagodzić, należy to przypisać mnie, a nie ich.

Pierwotnie zakładano, że podtytuły wielu rozdziałów będą miały charakter podsumowań na marginesach, a tekst każdego rozdziału należy czytać w sposób ciągły (ciągły).

Jestem wdzięczny doktorowi Darlingtonowi i wydawcy Endeavour za tablice ilustracyjne. Zachowują wszystkie oryginalne szczegóły, choć nie wszystkie z nich mają związek z treścią książki.

Dublin, wrzesień 1944. E. Sh.

Podejście fizyka klasycznego do tematu

Myślę, więc jestem

Ogólny charakter i cele badania

Ta niewielka książka powstała w wyniku wykładów publicznych wygłaszanych przez fizyka teoretyka przed publicznością liczącą około 400 osób. Publiczność prawie się nie zmniejszyła, choć od samego początku ostrzegano, że tematyka prezentacji jest trudna i że wykładów nie można uznać za popularne, mimo że najstraszniejsze narzędzie fizyka – dedukcja matematyczna – z trudem daje się użyte tutaj. I nie dlatego, że przedmiot jest tak prosty, że da się go wytłumaczyć bez matematyki, ale wręcz przeciwnie – dlatego, że jest zbyt skomplikowany i nie do końca przystępny dla matematyki. Kolejną cechą, która dawała przynajmniej pozory popularności, była intencja wykładowcy, aby główna idea związana zarówno z biologią, jak i fizyką była jasna zarówno dla fizyków, jak i biologów.

Rzeczywiście, pomimo różnorodności tematów zawartych w książce, jako całość powinna ona przekazywać tylko jedną myśl, tylko jedno małe wyjaśnienie dużej i ważnej kwestii. Aby nie zejść z obranej drogi, warto wcześniej krótko nakreślić nasz plan.

Najważniejszym, ważnym i bardzo często dyskutowanym pytaniem jest: w jaki sposób fizyka i chemia mogą wyjaśnić zjawiska w przestrzeni i czasie zachodzące wewnątrz żywego organizmu?

Wstępną odpowiedź, jaką ta niewielka książeczka będzie starała się udzielić i rozwinąć, można podsumować w następujący sposób: oczywista niezdolność współczesnej fizyki i chemii do wyjaśnienia takich zjawisk nie daje absolutnie żadnego powodu wątpić, że mogą one zostać wyjaśnione przez te nauki.

Fizyka statystyczna. Główna różnica polega na strukturze

Powyższa uwaga byłaby bardzo trywialna, gdyby miała jedynie rozbudzić nadzieję na osiągnięcie w przyszłości tego, czego nie udało się osiągnąć w przeszłości. Ma to jednak znacznie bardziej pozytywne znaczenie, a mianowicie to, że dotychczasowa niezdolność fizyki i chemii do udzielenia odpowiedzi jest całkowicie zrozumiała.

Dzięki umiejętnej pracy biologów, głównie genetyków, na przestrzeni ostatnich 30-40 lat wiemy już wystarczająco dużo o faktycznej budowie materialnej organizmów i ich funkcjach, aby zrozumieć, dlaczego współczesna fizyka i chemia nie jest w stanie wyjaśnić zjawisk zachodzących w przestrzeni i czasie które zachodzą w organizmach żywych.

Rozmieszczenie i wzajemne oddziaływanie atomów w najważniejszych częściach ciała różni się radykalnie od wszystkich tych układów atomów, którymi fizycy i chemicy zajmowali się dotychczas w swoich badaniach eksperymentalnych i teoretycznych. Jednakże ta różnica, którą właśnie nazwałem fundamentalną, może z łatwością wydawać się nieistotna każdemu, z wyjątkiem fizyka przepojonego ideą, że prawa fizyki i chemii mają charakter całkowicie statystyczny. To właśnie ze statystycznego punktu widzenia budowa najważniejszych części żywego organizmu jest zupełnie odmienna od jakiejkolwiek cząstki materii, z którą my, fizycy i chemicy, zajmowaliśmy się dotychczas praktycznie - w naszych laboratoriach i teoretycznie - u nas. biurka. Oczywiście trudno sobie wyobrazić, że odkryte przez nas prawa i reguły miałyby bezpośrednie zastosowanie do zachowania systemów, które nie mają struktur, na których opierają się te prawa i reguły.

Nie można oczekiwać, że niefizyk byłby w stanie uchwycić (nie mówiąc już o docenieniu) całej różnicy w „strukturze statystycznej” sformułowanej w tak abstrakcyjny sposób, jak to właśnie zrobiłem. Aby ożywić i nadać kolor mojemu stwierdzeniu, pozwólcie, że najpierw zwrócę uwagę na coś, co zostanie szczegółowo wyjaśnione później, a mianowicie na to, że najbardziej istotną część żywej komórki – nić chromosomalną – można słusznie nazwać kryształem aperiodycznym. W fizyce zajmowaliśmy się dotychczas jedynie kryształami okresowymi. Dla prostego fizyka są to obiekty bardzo interesujące i złożone; stanowią jedną z najbardziej fascynujących i złożonych struktur, którymi przyroda nieożywiona zaskakuje intelekt fizyka; jednak w porównaniu z kryształami aperiodycznymi wydają się nieco elementarne i nudne. Różnica w strukturze jest tu taka sama, jak między zwykłą tapetą, w której ten sam wzór powtarza się w regularnych odstępach czasu, a arcydziełem haftu, powiedzmy gobelinem Rafaela, który nie produkuje nudnych powtórzeń, ale jest złożony, spójny i pełen znaczeń rysunek sporządzony przez wielkiego mistrza.