MiláSylvi,
zaujímavýpríspevok - ospravedlňujem sa, že som si našiel čas reagovať ažpo takej dlhej dobe:
Takžepekne po poriadku:
Najskôr sa pozrime na informáciu ako takú. Asi každý vie, že informáciu možno merať a že jej základnou jednotkou je bit, ktorý predstavuje množstvo informácií, ktoré získame správou orelizácii jedného z dvoch možných, rovnako pravdepodobných stavov napr. zapnuté/vypnuté, 1/0, áno/nie - z toho vyplýva, že na popísanie všetkých stavov je potrebných viac bitov. Ak hovoríme o informácii potrebujeme zaviesť ešte ďalšiu dôležitú veličinu, ktorá sa nazýva entropia, špeciálne dôležitá ak máme hovoriť o živých systémoch.
Entropia býva často zjednodušene (hoci nie celkom správne) vysvetľovaná ako miera ne usporiadanosti/neurčitosti systému - s takouto definíciou si vystačím v tomto príspevku aj ja. Vzťah pre entropiu prvý raz odvodil Boltzmann a má takúto podobu S =k.lnΩ, kde Ω predstavuje počet stavov v ktorých sa môžedaný systém nachádzať a k je Boltzmannova konštanta. Aby smeľahšie pochopili vzťah medzi entropiou a informáciou môžeme si zobrať ako príklad rad čísel. Ak bude vygenerovaný úplne náhodne jeho entropia bude maximálna, ak bude nenáhodný a veľmi usporiadaný jeho entropia bude minimálna. Entropiu je teda možné použiť aj ako mieru informácie v systéme napr. aj pri kompresi idát - ak má byť bezstratová dáta nemňžu byť zhustené viac,ako to dovoľuje ich entropia.
Ale späť k problému - teda prečo som sem entropiu vlastne zatiahol. Kedže táto veličina určuje ako je systém usporiadaný resp. neusporiadaný existuje aj v termodynamike a je to jedna z jej kľúčových veličín. Ak máme systém tak jeho celková energia(entalpia - H) je daná vzťahom H = G + TS (kde G je Gibbsova/voľnáenergia, ktorá môže konať prácu, T je teplota a S entropia). Vieme, že entropia systému s časom rastie napr. si predstavme horúci čaj do ktorého vložíme lyžičku. Lyžička sa postupne ohreje od čaju, teda teplo sa medzi ne rovnomerne rozdelí - systém smeruje z usporiadanejšieho stavu (teplo sústredené v čaji) do menej usporiadaného (teplo rozdelené medzi čaj a lyžičku). Zo vzťahu, ktorý som uviedol vyššie vyplýva, že zmena voľnej energie G a zmena entropie S sú v nepriamej úmernosti ,to znamená,že ak bude zmena G záporná, zmena S bude kladná. Keď systém koná prácu spotrebúva sa voľná energia z toho vyplýva, že jeho entropia (neusporiadanosť) sa zvyšuje. A naozaj, samovoľné deje v prírode smerujú k zvyšovaniu neusporiadanosti (entropie)...
AKOJE POTOM MOŽNÉ, ŽE EXISTUJÚ ŽIVÉ SYSTÉMY, KTORÉ SÚ TAKÉ USPORIADANÉ A ZLOŽITÉ A AKOBY ODPORUJÚ ZVYŠOVANIU ENTROPIE? Toj e správna otázka a položila si ju príkladom s vlnou. Riešení je viac, spomeniem aspoň jedno, existujú totiž tzv. disipačné systémy (medzi ktoré patria aj organizmy) a to sú také, ktoré zvyšujú svoju usporiadanosť (čiže znižujú entropiu) na úkor svojej energie - to znamená, že zmena G je u nich pri určitých dejoch kladná. Vôbec to však nemusia byť systémy živé, existujú napr. chemické reakcie, ktoré dokážu vytvoriť prekvapivo uporiadané štruktúry (napr. v tzv.Belousovovej-Žabotínskehoreakcii http://www.youtube.com/watch?v=bH6bRt4XJcw&feature=related ).
JE ŠTATISTICKY MOŽNÉ, ABY NIEČO TAKÉ ZLOŽITÉ VZNIKLO NÁHODNE? Toje druhá otázka (príklad s opicou). Naozaj, je to štatisticky nemožné, ale nikto netrvdí, že to všetko vzniklo naraz a v jednom kroku. Takisto je dôležité povedať, že evolúcia nie je úplne náhodný dej. Iste, jej predpokladom je variabilita,ktorú vytvárajú mutácie a tie sú náhodné (ak nie sú cielene vyvolané nejakým mutagénom), ale nemenej dôležitý jeprírodný/prirodzený výber (natural selection), ktorý je nenáhodný. To znamemná (veľmi zjednodušene povedané), že sa selektuje tá mutácia, ktorá je pre organizmus v daných podmienkach (=selekčnom tlaku) výhodná. Teraz pretransformujem túto abstrakciu na príklad s opicou... Naučme teda opicu písať na písacom stroji – v prípade paralely s evolúciou použime stádo opíc, kedže variabilita sa prejaví iba v rámci populácie. Teraz ich necháme napísať vetu na začiatku tohto odstavca – samozrejme, mohli by sme čakať aj do smrti a je veľmi nepravdepodobné, že by sme sa dočkali – tykýto model však nepopisuje evolúciu: opomenuli sme selekciu. Takže zastúpime prirodzený výber a nájdeme opicu, ktorá napísala J, zoberieme jej papier a okopírujeme ho do písacích strojov vetkých opíc a necháme ich ťuknúť ďalšie písmeno – nájdeme, ktoránapísala E atď. Správnu vetu by sme dostali pomerne rýchlo.Takýto model môžeme v hrubých rysoch použiť na popis toho, akoe volúcia funguje.
Toľko moja odpoveď, dúfam, že bola tak zrozumiteľná, že si sanapriek jej dĺžke dostala až na koniec
. Taký zložitý problém ako je evolúcia sa nedá zhrnúť do dvoch viet... Ešte raz sa ospravedlňujem za to meškanie s odpoveďou – ak budeš mať ďalšie otázky rád odpoviem.