{"id":8701,"date":"2023-09-20T10:21:30","date_gmt":"2023-09-20T07:21:30","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.uwasa.fi\/ajatusyhteys\/?p=8701"},"modified":"2023-09-20T10:24:56","modified_gmt":"2023-09-20T07:24:56","slug":"elamaa-ja-entropiaa","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.uwasa.fi\/ajatusyhteys\/2023\/09\/20\/elamaa-ja-entropiaa\/","title":{"rendered":"El\u00e4m\u00e4\u00e4 ja entropiaa"},"content":{"rendered":"

El\u00e4m\u00e4 on alkanut maapallolla kerran ja jatkunut jo nelj\u00e4n miljardin vuoden ajan. Vaikka uskoisimme suurin piirtein tiet\u00e4v\u00e4mme, mit\u00e4 el\u00e4m\u00e4 on, el\u00e4m\u00e4n m\u00e4\u00e4rittely on osoittautunut kiper\u00e4ksi ja monitahoiseksi kysymykseksi.<\/p>\n

Biologisen m\u00e4\u00e4ritelm\u00e4n mukaan el\u00e4m\u00e4 on syntym\u00e4n ja kuoleman rajaama tila. T\u00e4llainen tila voi olla eli\u00f6ll\u00e4, kuten bakteerilla, sienell\u00e4, kasvilla tai el\u00e4imell\u00e4. Niiden tunnusmerkkej\u00e4 ovat itsen\u00e4isyys, vastaaminen \u00e4rsykkeisiin, aineenvaihdunta, moduulirakenne, kasvu, mukautuvuus ja kyky lis\u00e4\u00e4nty\u00e4.<\/p>\n

Tunnusmerkkien lista on k\u00e4tt\u00e4 pidemp\u00e4\u00e4 el\u00e4m\u00e4n luonnontieteellist\u00e4 m\u00e4\u00e4rittely\u00e4 varten. Joku voi ajatella, ett\u00e4 lista antaa kuitenkin hieman valjun k\u00e4sityksen ihmisen el\u00e4m\u00e4st\u00e4. Esimerkiksi eksistentiaalisen filosofian avaink\u00e4sitteet, kuten huoli, vapaus ja vieraantuneisuus, avaavat erilaisen ja t\u00e4rke\u00e4n n\u00e4k\u00f6kulman ihmisen\u00e4 olemiseen.<\/p>\n

Huomiota kiinnitt\u00e4\u00e4 my\u00f6s se, ett\u00e4 el\u00e4m\u00e4n m\u00e4\u00e4rittely tilaksi kuulostaa melko staattiselta. Moni haluaisi korostaa, ett\u00e4 el\u00e4m\u00e4 on dynaaminen prosessi. Niinp\u00e4 kun jokin on elossa, se tekee ja toimii. (Brian Villmoare, The Evolution of Everything: The Patterns and Causes of Big History<\/em>, Cambridge University Press, 2023, 48\u201349.)<\/p>\n

Er\u00e4s el\u00e4m\u00e4n tekem\u00e4 asia on se, ett\u00e4 se tuo maailmaan j\u00e4rjestyst\u00e4. T\u00e4m\u00e4 voidaan n\u00e4hd\u00e4 vaikkapa kukan ter\u00e4lehtien symmetrisiss\u00e4 kuvioissa, lintuparven liikkeess\u00e4 tai ihmisen tekemiss\u00e4 esineiss\u00e4 ja rakennelmissa.<\/p>\n

El\u00e4m\u00e4n tuoma j\u00e4rjestys on kuitenkin s\u00e4rkyv\u00e4\u00e4 ja haavoittuvaista. Ihminen my\u00f6s tahallaan tuhoaa j\u00e4rjestyst\u00e4, aiheuttaa ep\u00e4j\u00e4rjestyst\u00e4 ja kylv\u00e4\u00e4 kuolemaa. \u00c4\u00e4riesimerkkej\u00e4 ovat sodat ja kansanmurhat.<\/p>\n

Kuolemassa elintoiminnot lakkaavat ja ruumis alkaa hajota nopeasti. Se, mik\u00e4 viel\u00e4 elossa ollessa oli l\u00e4mmin ja j\u00e4rjestyksess\u00e4, kylmenee ja menee ep\u00e4j\u00e4rjestykseen kuoleman j\u00e4lkeen.<\/p>\n

\"\"Entropia tarkoittaa ep\u00e4j\u00e4rjestyksen lis\u00e4\u00e4ntymist\u00e4. Entropia on my\u00f6s ep\u00e4j\u00e4rjestyksen mitta: se kasvaa j\u00e4rjestyksen v\u00e4hetess\u00e4. T\u00e4t\u00e4 mittaa k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n muun muassa termodynamiikassa eli l\u00e4mp\u00f6fysiikassa, tilastollisessa mekaniikassa ja informaatioteoriassa.<\/p>\n

Ep\u00e4j\u00e4rjestyksen lis\u00e4\u00e4ntymisen arkisia ilmenemismuotoja ovat kaaos ja siivottomuus sek\u00e4 rikkoutuminen ja r\u00e4nsistyminen. Siten entropian vertauskuvaksi sopii esimerkiksi roskainen puisto, r\u00e4nsistynyt talo, kuoppainen tie tai hiipuva nuotio. Ne eiv\u00e4t itsest\u00e4\u00e4n palaa j\u00e4rjestykseen ja entiseen loistoonsa: puisto ei siivoudu, autiotalo ei remontoidu, nuotio ei kohene eiv\u00e4tk\u00e4 kuopat tasoitu itsest\u00e4\u00e4n. Siksip\u00e4 kokonaiset toimialat on valjastettu entropian j\u00e4lkien korjaamiseen. T\u00e4llaisia toimialoja ovat siivouspalvelut, huoltoyhti\u00f6t, remonttifirmat, autokorjaamot, parturi-kampaamot sek\u00e4 sosiaali- ja terveyspalvelut.<\/p>\n

Termodynamiikka eli l\u00e4mp\u00f6oppi on fysikaalisen kemian ja fysiikan osa-alue. Se tutkii luonnonilmi\u00f6iden energianmuutoksia, erityisesti l\u00e4mm\u00f6n ja muiden energiamuotojen v\u00e4lisi\u00e4 muutoksia. Termodynamiikka tutkii my\u00f6s n\u00e4it\u00e4 muutoksia s\u00e4\u00e4televi\u00e4 lainalaisuuksia.<\/p>\n

Fyysikko Ludwig Boltzmann (1844\u20131906) sovelsi termodynaamisissa tutkimuksissaan tilastollisia menetelmi\u00e4. Kehitt\u00e4ess\u00e4\u00e4n kineettist\u00e4 kaasuteoriaa h\u00e4n huomasi yhteyden entropian ja todenn\u00e4k\u00f6isyyden v\u00e4lill\u00e4.<\/p>\n

Termodynaamiseksi todenn\u00e4k\u00f6isyydeksi kutsutaan niiden mikrotilojen (eli osatilojen) osuutta, jotka toteuttavat tarkasteltavan makrotilan (eli kokonaistilan). Siten termodynaaminen todenn\u00e4k\u00f6isyys viittaa siihen, kuinka monella tavalla j\u00e4rjestelm\u00e4n tila voi toteutua.<\/p>\n

Termodynaaminen todenn\u00e4k\u00f6isyys voi olla sata prosenttia vain teoriassa. Silloin j\u00e4rjestelm\u00e4n l\u00e4mp\u00f6tila on absoluuttinen nolla eli j\u00e4rjestelm\u00e4ss\u00e4 ei ole lainkaan l\u00e4mp\u00f6liikett\u00e4. T\u00e4ss\u00e4 teoreettisessa tilanteessa kaikki mikrotilat toteuttavat tarkasteltavan makrotilan.<\/p>\n

Reggae-artisti Jukka Poika laulaa tulevansa kylm\u00e4st\u00e4 l\u00e4mpim\u00e4\u00e4n<\/a>. Se on \u2013 huumorin pilke silm\u00e4kulmassa \u2013 termodynamiikan toisen p\u00e4\u00e4s\u00e4\u00e4nn\u00f6n vastaista. S\u00e4\u00e4nn\u00f6n mukaan l\u00e4mm\u00f6n siirtyminen tapahtuu spontaanisti aina korkeammasta l\u00e4mp\u00f6tilasta matalampaan. L\u00e4mp\u00f6tilaerot pyrkiv\u00e4t siis tasoittumaan, ja tasoittumisen suunta on l\u00e4mpim\u00e4st\u00e4 kylm\u00e4\u00e4n.<\/p>\n

N\u00e4in on ollut alusta l\u00e4htien. Sekunnin miljardisosan ik\u00e4inen maailmankaikkeus koostui \u00e4\u00e4rimm\u00e4isen kuumasta alkeishiukkaspuurosta. Sen j\u00e4lkeen maailmankaikkeus on laajentunut ja j\u00e4\u00e4htynyt.<\/p>\n

Termodynamiikan toinen p\u00e4\u00e4s\u00e4\u00e4nt\u00f6 sanoo my\u00f6s, ett\u00e4 entropia kasvaa vain suljetussa j\u00e4rjestelm\u00e4ss\u00e4, kuten maailmankaikkeudessa. J\u00e4rjestelm\u00e4n tasapainotila saavutetaan, kun ep\u00e4j\u00e4rjestyksell\u00e4 on enimm\u00e4isarvo. Silloin j\u00e4rjestelm\u00e4n sis\u00e4inen energia on jakautunut mahdollisimman tasaisesti tai satunnaisesti. T\u00e4t\u00e4 kuvaavat hyvin entropia-sanan synonyymit \u2019haje\u2019 ja \u2019hajaantumisaste\u2019.<\/p>\n

Fyysikko L\u00e9on Brillouinin (1889\u20131969) mukaan informaatio on entropian vastakohta eli negatiivista entropiaa. Sit\u00e4 kuvaamaan h\u00e4n keksi uudissanan: negentropia. Jo ennen Brillouinia negatiivisesta entropiasta puhui fyysikko Erwin Schr\u00f6dinger (1887\u20131961) kirjassaan What Is Life? <\/em>The Physical Aspect of the Living Cell<\/em> (Cambridge University Press, 1944).<\/p>\n

Negentropia tarkoittaa j\u00e4rjestyneisyyden kasvua ja informaation lis\u00e4\u00e4ntymist\u00e4. T\u00e4llainen kasvu ja lis\u00e4\u00e4ntyminen on mahdollista avoimissa j\u00e4rjestelmiss\u00e4, jotka saavat energiaa ymp\u00e4rist\u00f6st\u00e4\u00e4n. Sellaisia j\u00e4rjestelmi\u00e4 ovat my\u00f6s eli\u00f6t, kuten ihminen.<\/p>\n

El\u00e4m\u00e4 \u2013 syntym\u00e4n ja kuoleman v\u00e4linen tila \u2013 vaatii siis energiaa ymp\u00e4rist\u00f6st\u00e4\u00e4n. Aurinko on maapallolla tavattavalle el\u00e4m\u00e4lle ensisijainen energianl\u00e4hde. Entropia on kuitenkin niin suuri tuhovoima, ett\u00e4 sen ilmenemismuoto kuolema vie aina lopulta voiton: kukaan ei ole t\u00e4nne j\u00e4\u00e4nyt, kaikki ovat kylmenneet.<\/p>\n

On ihmeellist\u00e4, ett\u00e4 aineesta voi synty\u00e4 el\u00e4m\u00e4\u00e4. N\u00e4in voidaan sanoa sit\u00e4kin suuremmalla syyll\u00e4, kun el\u00e4m\u00e4 joutuu taistelemaan vahvaa fysikaalista perusilmi\u00f6t\u00e4, entropiaa vastaan. Vuonna 1875 Ludwig Boltzmann totesi t\u00e4st\u00e4 seuraavasti:<\/p>\n

Elollisten olentojen yleinen kamppailu olemassaolosta ei ole kamppailua raaka-aineista \u2013 n\u00e4it\u00e4 ovat organismeille ilma, vesi ja maaper\u00e4, joita kaikkia on runsaasti saatavilla \u2013 eik\u00e4 energiasta, jota on runsaasti miss\u00e4 tahansa kehossa l\u00e4mm\u00f6n muodossa, vaan kamppailua [negatiivisesta] entropiasta, joka tulee saataville energian siirtyess\u00e4 kuumasta auringosta kylm\u00e4\u00e4n maahan. (Villmoare 2023, 49\u201350.)<\/p>\n

N\u00e4in Boltzmann m\u00e4\u00e4ritteli el\u00e4m\u00e4n energiank\u00e4yt\u00f6ksi, joka pyrkii voittamaan universaalit voimat, erityisesti entropian. Villmoaren (2023, 50) mielest\u00e4 t\u00e4m\u00e4 on hyv\u00e4 m\u00e4\u00e4ritelm\u00e4 siksi, ett\u00e4 se kuvaa el\u00e4m\u00e4n olemusta: taistelua universumia vastaan.<\/p>\n

Universumin perusvoimilla \u2013 vahvalla ja heikolla ydinvoimalla, s\u00e4hk\u00f6magneettisella voimalla ja painovoimalla sek\u00e4 pime\u00e4n energialla \u2013 on kaksoisrooli (Heikki Oja, Universumi<\/em>, Helsinki: Ursa, 2017). Ne mahdollistavat sek\u00e4 j\u00e4rjestyksen syntymisen ett\u00e4 tuhoutumisen.<\/p>\n

Kuten sanottu, entropia tarkoittaa ep\u00e4j\u00e4rjestyksen lis\u00e4\u00e4ntymist\u00e4. El\u00e4m\u00e4 puolestaan pyrkii vangitsemaan energiaa ja k\u00e4ytt\u00e4m\u00e4\u00e4n sit\u00e4 j\u00e4rjestyksen luomiseen. T\u00e4m\u00e4 on el\u00e4m\u00e4ss\u00e4 niin erityist\u00e4 ja ainutlaatuista: el\u00e4m\u00e4 vastustaa entropian raakaa tuhovoimaa. El\u00e4m\u00e4\u00e4 on syyt\u00e4 arvostaa lopputuloksesta riippumatta.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Ep\u00e4j\u00e4rjestys kasvaa. Kaikki ajautuu kaaokseen. El\u00e4m\u00e4 pyristelee kuitenkin vastaan.<\/p>\n","protected":false},"author":46,"featured_media":8705,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[2],"tags":[],"class_list":["post-8701","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-blog"],"acf":[],"post_meta":" Tommi Lehtonen<\/a><\/span><\/span>blog<\/a><\/span>","post_thumbnail":"\"\"<\/a>","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blogs.uwasa.fi\/ajatusyhteys\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8701"}],"collection":[{"href":"https:\/\/blogs.uwasa.fi\/ajatusyhteys\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blogs.uwasa.fi\/ajatusyhteys\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.uwasa.fi\/ajatusyhteys\/wp-json\/wp\/v2\/users\/46"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.uwasa.fi\/ajatusyhteys\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8701"}],"version-history":[{"count":143,"href":"https:\/\/blogs.uwasa.fi\/ajatusyhteys\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8701\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":9606,"href":"https:\/\/blogs.uwasa.fi\/ajatusyhteys\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8701\/revisions\/9606"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.uwasa.fi\/ajatusyhteys\/wp-json\/wp\/v2\/media\/8705"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blogs.uwasa.fi\/ajatusyhteys\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8701"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.uwasa.fi\/ajatusyhteys\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=8701"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.uwasa.fi\/ajatusyhteys\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8701"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}