Ключевое слово
16 | 06 | 2019
Новости Библиотеки
Шахматы Онлайн
Welcome, Guest
Username: Password: Remember me

TOPIC: Энтропия в живых системах

Энтропия в живых системах 05 Фев 2010 07:05 #61

  • Крыс
  • Крыс's Avatar
  • OFFLINE
  • Отец Русской Демократии
  • Posts: 33839
  • Thank you received: 60
  • Karma: 13
mittelspiel написал(а):
Не, ну у нас впереди клетка, а это каменюка-чип, это пока промежуточный результат, давайте рассчитывать силы
Увы, даже квантовая механика уже не оперирует понятием силы. Энергии, вероятности, проекции спинов... Сила - это удел макроскопической физики. К тому же нерелятивистской. Нужны другие идеи.

Энтропия в живых системах 05 Фев 2010 07:07 #62

Крыс написал(а):
mittelspiel написал(а):Не, ну у нас впереди клетка, а это каменюка-чип, это пока промежуточный результат, давайте рассчитывать силы

Увы, даже квантовая механика уже не оперирует понятием силы. Энергии, вероятности, проекции спинов...   Сила - это удел макроскопической физики. К тому же нерелятивистской. Нужны другие идеи.
Рассчитывать силы - в другом смысле... Вдруг, завтра война - а я уставший!!! Силы надо рассчитывать...

Энтропия в живых системах 05 Фев 2010 07:09 #63

  • Крыс
  • Крыс's Avatar
  • OFFLINE
  • Отец Русской Демократии
  • Posts: 33839
  • Thank you received: 60
  • Karma: 13
mittelspiel написал(а):
Да, действительно... созвучны
Ну, в русском языке созвучны несет в себе не только фонетический и музыкальный оттенок.

Энтропия в живых системах 05 Фев 2010 07:16 #64

  • Крыс
  • Крыс's Avatar
  • OFFLINE
  • Отец Русской Демократии
  • Posts: 33839
  • Thank you received: 60
  • Karma: 13
чайник555 написал(а):
Рассчитывать силы - в другом смысле... Вдруг, завтра война - а я уставший!!! Силы надо рассчитывать...
Во-первых, лень - это заблаговременный отдых (народная мудрость).
Во-вторых, в интеллигентном обществе не принято вычислять сумму геометрической прогрессии складывая члены до бесконечности. Обычно находят более изящные способы.


Как раз и предлагаю найти способы дать оценки в нулевом приближении.

Энтропия в живых системах 05 Фев 2010 07:21 #65

  • Крыс
  • Крыс's Avatar
  • OFFLINE
  • Отец Русской Демократии
  • Posts: 33839
  • Thank you received: 60
  • Karma: 13
чайник555 написал(а):
Кстати, обнаружил некорректность арифметики - вчера снял с карточки 10 000 рублей, заправился (630 рублей), в лабаз зашол (450 рублей) - в бумажнике осталось 8100 рублей...
Много думал об иррациональности...
Думаю здесь проблемы в аддитивности.

Энтропия в живых системах 05 Фев 2010 07:26 #66

  • Крыс
  • Крыс's Avatar
  • OFFLINE
  • Отец Русской Демократии
  • Posts: 33839
  • Thank you received: 60
  • Karma: 13
чайник555 написал(а):
Перепись населения редко бывает 100-процентной... Вдруг кто на заработки отъехал ?
Уверен, что расчет погрешности эксперимента большой проблемой быть не должен.

Энтропия в живых системах 05 Фев 2010 07:43 #67

  • Крыс
  • Крыс's Avatar
  • OFFLINE
  • Отец Русской Демократии
  • Posts: 33839
  • Thank you received: 60
  • Karma: 13
К вопросу о квантовых процессах в биологических системах.
lenta.ru/news/2010/02/04/quantum/ Водоросли освоили квантовую механику при комнатной температуре
Для протекания фотосинтеза растению необходимо поймать фотон определенной энергии. Фотон переведет молекулу особого белка в так называемое возбужденное состояние. На следующей стадии фотосинтеза молекула возвращается в основное состояние, испуская при этом электрон. Электрон несет энергию и передвигается от одной молекулы к другой. Конечным результатом таких перемещений станет синтез растением органической молекулы.

За время пути электрон понемногу теряет энергию. Если фотосинтез протекает по законам классической физики, то дополнительные потери энергии происходят, когда электрон пробует различные пути дальнейшего путешествия (направление прыжка выбирается случайно). Если же в фотосинтезе задействованы квантово-механические эффекты, то электрон получает возможность одновременно попробовать все возможные пути. Такое состояние называется суперпозицией.
P.S. Как и вся советская интеллигенция черпаю знания из кроссвордов журнала Огонек. (Речь конферансье в Необыкновенном концерте).
Last Edit: 16 Май 2017 07:40 by Vladimirovich.

Энтропия в живых системах 05 Фев 2010 09:14 #68

  • mittelspiel
  • mittelspiel's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 3974
  • Thank you received: 14
  • Karma: 1
Хайдук написал(а):
mittelspiel написал(а):
у кого из чипа и каменюки энтропия больше. Энтропия, напомю, это логарифм числа возможных состояний. У кого больше возможных состояний, у чипа или у каменюки?
По мне у каменюки, значит энтропия у него бОльше.
А какие аргУменты, что у каменюки число состояний больше?

Энтропия в живых системах 05 Фев 2010 09:17 #69

  • mittelspiel
  • mittelspiel's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 3974
  • Thank you received: 14
  • Karma: 1
чайник555 написал(а):
Рассчитывать силы - в другом смысле... Вдруг, завтра война - а я уставший!!! Силы надо рассчитывать...
Да, я это имел в виду

Энтропия в живых системах 05 Фев 2010 09:21 #70

  • mittelspiel
  • mittelspiel's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 3974
  • Thank you received: 14
  • Karma: 1
Для затравки два вопроса:

2) Отличаются ли энтропии у круглого и квадратного каменюки, и если да, то как?

3) В чем принципиальное отличие чипа от каменюки в плане числа состояний?

Отредактировано mittelspiel (2010-02-05 13:22:21)

Энтропия в живых системах 05 Фев 2010 16:23 #71

  • Крыс
  • Крыс's Avatar
  • OFFLINE
  • Отец Русской Демократии
  • Posts: 33839
  • Thank you received: 60
  • Karma: 13
mittelspiel написал(а):
2) Отличаются ли энтропии у круглого и квадратного каменюки, и если да, то как?
Думаю да. Ну, для начала сделаем камни 3-D, т.е. кубик и шарик. Далее, надо учесть внутреннюю структуру каменюки. Допустим мы имеем дело с идеальным кристаллом, где имеются лишь двумерные деффекты, то бишь его поверхности.
Допустим, отсутствуют внешние поля.
Далее, при абсолютном нуле энтропия обеих каменюк равна нулю.
Теперь ключевой момент: мне кажется, что у кубика больше степеней свободы за счет мод колебаний решетки (это я про фононы). А если число микросостояний в кубике больше, то и энтропия (логарифм числа микросостояний) больше.
Ничего другого в голову не приходит.

Но, возможно, энтропия при одинаковой температуре одинакова (интуитивно это мне больше нравится) и не зависит от внешней формы (при оговоренных выше условиях).
Надеюсь, Quantrinas подтянется и будет нас квалифицированно консультировать.
Есть еще вариант: при свободном росте кристалла из затравки при кубической кристаллической решетке он легко вырастает кубиком, а шариком нет. Из общих соображений в таком случае кубик имеет бОльшую энтропию.
Какие еще у джентльменов будут соображения?
Или пора доставать учебники по термодинамике?

Энтропия в живых системах 05 Фев 2010 16:27 #72

  • Quantrinas
  • Quantrinas's Avatar
  • OFFLINE
  • Физик
  • Posts: 12016
  • Thank you received: 4
  • Karma: 0
Крыс написал(а):
Надеюсь, Quantrinas подтянется и будет нас квалифицированно консультировать.
Надеюсь в выходные прочитаю, пока не успеваю за вами.

Энтропия в живых системах 05 Фев 2010 17:16 #73

  • Крыс
  • Крыс's Avatar
  • OFFLINE
  • Отец Русской Демократии
  • Posts: 33839
  • Thank you received: 60
  • Karma: 13
Quantrinas написал(а):
Надеюсь в выходные прочитаю, пока не успеваю за вами.
Очень на Вас надеюсь.
А пока дам ссылочку на Шредингера. www.kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_369.htm Эрвин Шредингер. Глава 6. Упорядоченность, неупорядоченность и энтропия
Не со всем, конечно, согласен на данной страничке. К примеру:
...Так и живой организм непрерывно увеличивает свою энтропию, или, иначе, производит положительную энтропию и, таким образом, приближается к опасному состоянию максимальной энтропии, представляющему собой смерть. Он может избежать этого состояния, то есть оставаться живым, только постоянно извлекая из окружающей его среды отрицательную энтропию, которая представляет собой нечто весьма положительное, как мы сейчас увидим. Отрицательная энтропия - это то, чем организм питается...
Уж очень сомнительно мне, чтобы сено или сало, которое мы едим обладало меньшей энтропией. Или даже отрицательной. Неужели мы результат диссипации сосисок и сухарей?

Впрочем, Шредингера надо читать внимательно. Даже ошибки у гениев обычно гениальны.
Last Edit: 16 Май 2017 07:40 by Vladimirovich.

Энтропия в живых системах 05 Фев 2010 22:06 #74

  • mittelspiel
  • mittelspiel's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 3974
  • Thank you received: 14
  • Karma: 1
Есть три мнения по поводу энтропии чипа и каменюки:

1) Чайник555 предположил, что энтропия чипа и каменюки одинакова, потому что в них одинаковое число атомов.
2) Хайдук предположил, что энтропия каменюки больше, потому что у него больше состояний.
3) Миттельшпиль предположил, что энтропия чипа больше, потому что у него больше состояний.

Будем голосовать ?


Моя логика такая: в дополнение к тем индивидуальным состояниям атомов, которые есть и у чипа и у каменюки, у чипа есть дополнительные электронные состояния, которые проявляются при подаче различных комбинаций сигналов на его выходы (на то он и чип).

Отредактировано mittelspiel (2010-02-06 02:11:39)

Энтропия в живых системах 05 Фев 2010 22:15 #75

  • mittelspiel
  • mittelspiel's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 3974
  • Thank you received: 14
  • Karma: 1
Крыс написал(а):
мне кажется, что у кубика больше степеней свободы за счет мод колебаний решетки (это я про фононы). А если число микросостояний в кубике больше, то и энтропия (логарифм числа микросостояний) больше.
Мне кажется, если внутри кубика и шара все взаимодействия одинаковые, и если их масса и объем одинаковые, то энтропия будет больше у того из них, у кого больше поверхность. Поэтому кубик выигрывает по энтропии.

Отредактировано mittelspiel (2010-02-06 02:23:20)

Энтропия в живых системах 05 Фев 2010 23:12 #76

  • Хайдук
  • Хайдук's Avatar
  • OFFLINE
  • Наместник
  • Posts: 36860
  • Thank you received: 84
  • Karma: 22
mittelspiel написал(а):
2) Хайдук предположил, что энтропия каменюки больше, потому что у него больше состояний.
3) Миттельшпиль предположил, что энтропия чипа больше, потому что у него больше состояний.
Почему у чипа должно быть якобы бОльше состояний? У него специально подобранные упорядоченные состояния, дабы выполнять некую функцию, в то время как у каменюки могут быть любые случайные состояния, а таких бОльше

Энтропия в живых системах 06 Фев 2010 05:41 #77

  • Vladimirovich
  • Vladimirovich's Avatar
  • OFFLINE
  • Инквизитор
  • Posts: 78776
  • Thank you received: 1076
  • Karma: 81
Мне представляется, что говоря об энтропии объекта как числе состояний, нужно предварительно задать координатную сетку.
И число состояний определять для элемента сетки.

Например, если имеется плотное скопление точек на плоскости, то разбиение на крупные ячейки явно покажет дисперсию для количества точек в ячейке.
Разбиение же на мелкие эту аномалию практически сгладит с точки зрения численных оценок.

Таким образом правильнее рассматривать функцию энтропии. Функцию от размера сетки разбиения. Явные выбросы на этой функции будут указывать на характерные размеры упорядоченности объекта.

При определенных характерных размерах, сравнимых с размером битового кристалла, чип должен показать резкий выброс в функции.
Камень же нет.
При других размерах, субатомных, или наоборот слоновых, разницы не будет.

Именно выбросы в функции энтропии должны считаться мерой упорядоченности объектов.
Каждому - своё.

Энтропия в живых системах 06 Фев 2010 06:44 #78

mittelspiel написал(а):
Есть три мнения по поводу энтропии чипа и каменюки:
1) Чайник555 предположил, что энтропия чипа и каменюки одинакова, потому что в них одинаковое число атомов.2) Хайдук предположил, что энтропия каменюки больше, потому что у него больше состояний.3) Миттельшпиль предположил, что энтропия чипа больше, потому что у него больше состояний.
Будем голосовать ?
Моя логика такая: в дополнение к тем индивидуальным состояниям атомов, которые есть и у чипа и у каменюки, у чипа есть дополнительные электронные состояния, которые проявляются при подаче различных комбинаций сигналов на его выходы (на то он и чип).
Статика, это конечно прекрасно. Но динамика мне кажется более жизненной. Тем более, что это имеет бОльший физический смысл, именно изменение энтропии, перенос тепла как таковой - а не сколько тепла в каменюке...
Да и исторически dS= дельтаQ/T...
Теперь, что раздражает термодинамиков в живых системах? В первую очередь именно реакция фотосинтеза, которая здесь где-то рядом упомяналась... Фиксация газообразного СО2. Макрореакция, обратная реакция горения (т.е. окисления). Из простого в сложное (в смысле - упорядоченное). По всем прикидкам должна идти с огромными затратами энергии. А в листике этого не видно, скажем прямо. И всегда считалось (во всяком случае, с моего универа), что это типично квантовая реакция - туннельный эффект. Но ОЧЕНЬ МАССОВЫЙ!!! Все запасы органического топлива на Земле (во всяком случае того, которое подходит под теорию органического происхождения нефти и угля) были получены благодаря наличию этой реакции...

Вот такая Вам затравка...

Энтропия в живых системах 06 Фев 2010 06:56 #79

  • Хайдук
  • Хайдук's Avatar
  • OFFLINE
  • Наместник
  • Posts: 36860
  • Thank you received: 84
  • Karma: 22
Чайник, как-будто наливаете в квантово-спутанную мельницу Петра с Вашим фотосинтезом

Энтропия в живых системах 06 Фев 2010 07:19 #80

Хайдук написал(а):
Чайник, как-будто наливаете в квантово-спутанную мельницу Петра с Вашим фотосинтезом
Отнюдь: фотосинтез был, есть и будет. Квантово-спутанная мельница вращается только в голове ППГ...

Энтропия в живых системах 06 Фев 2010 09:12 #81

  • mittelspiel
  • mittelspiel's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 3974
  • Thank you received: 14
  • Karma: 1
Хайдук написал(а):
Почему у чипа должно быть якобы бОльше состояний? У него специально подобранные упорядоченные состояния, дабы выполнять некую функцию, в то время как у каменюки могут быть любые случайные состояния, а таких бОльше
а какое доказательство того, что у каменюки случайных состояний больше?

Энтропия в живых системах 06 Фев 2010 09:25 #82

  • mittelspiel
  • mittelspiel's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 3974
  • Thank you received: 14
  • Karma: 1
Vladimirovich написал(а):
Мне представляется, что говоря об энтропии объекта как числе состояний, нужно предварительно задать координатную сетку.
И число состояний определять для элемента сетки.

Например, если имеется плотное скопление точек на плоскости, то разбиение на крупные ячейки явно покажет дисперсию для количества точек в ячейке.
Разбиение же на мелкие эту аномалию практически сгладит с точки зрения численных оценок.

Таким образом правильнее рассматривать функцию энтропии. Функцию от размера сетки разбиения. Явные выбросы на этой функции будут указывать на характерные размеры упорядоченности объекта.

При определенных характерных размерах, сравнимых с размером битового кристалла, чип должен показать резкий выброс в функции.
Камень же нет.
При других размерах, субатомных, или наоборот слоновых, разницы не будет.

Именно выбросы в функции энтропии должны считаться мерой упорядоченности объектов.
Ну хорошо, я согласен, что внутри чипа можно выбрать такие ячейки, где энтропия будет меньше чем у случайно взятой ячейки чипа (например, некоторые ячейки чипа окажутся идеально-кристаллическими образованиями). Но то же самое относится и к каменюке. Каменюка, насколько мне известно из остатков знаний по геологии, представляет собой множество монокристаллических ячеек и включениий, ориентированных друг относительно друга произвольным образом.

И еще, аддитивность энтропии для произвольного разбиения на ячейки скорее всего не будет выполняться. Иначе при достаточно мелкой ячейке коллективные электронные свойства чипа не были бы учтены.

Отредактировано mittelspiel (2010-02-06 13:26:32)

Энтропия в живых системах 06 Фев 2010 09:29 #83

  • mittelspiel
  • mittelspiel's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 3974
  • Thank you received: 14
  • Karma: 1
чайник555 написал(а):
Теперь, что раздражает термодинамиков в живых системах? В первую очередь именно реакция фотосинтеза, которая здесь где-то рядом упомяналась... Фиксация газообразного СО2. Макрореакция, обратная реакция горения (т.е. окисления). Из простого в сложное (в смысле - упорядоченное)
Нет, меня это абсолютно не раздражает, тут все понятно, закон сохранения энергии не нарушается.
Вот по-поводу второго начала термодинамики (энтропия не может убывать) более интересная ситуация.
Для меня лично интересно высказывание ув. Крыса, что энтропия живых систем очевидно убывает. (Я перефразировал и упростил это выскзывание но суть такая примерно). Я понимаю, что если будет показано, что энтропия таки-убывает, то это за собой потянет цепь рассуждений о том, почему так. Но для меня пока не очевиден исходный посыл: о том, что энтропия живых систем убывает.

Отредактировано mittelspiel (2010-02-06 13:33:36)

Энтропия в живых системах 06 Фев 2010 09:37 #84

mittelspiel написал(а):
Нет, меня это абсолютно не раздражает, тут все понятно, закон сохранения энергии не нарушается.Вот по-поводу второго начала термодинамики (энтропия не может убывать) более интересная ситуация.Для меня лично интересно высказывание ув. Крыса, что энтропия живых систем очевидно убывает. (Я перефразировал и упростил это выскзывание но суть такая примерно).
Возьмите кусок условно железа, обточите, посверлите, пофрезеруйте, отхонингуйте - получится, скажем АК-74. Энтропия начального куска железа уменьшится ?

Энтропия в живых системах 06 Фев 2010 09:38 #85

Вопрос применимости второго начала термодинамики для живых систем - что является для живых систем замкнутой системой ?

Энтропия в живых системах 06 Фев 2010 09:40 #86

  • mittelspiel
  • mittelspiel's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 3974
  • Thank you received: 14
  • Karma: 1
чайник555 написал(а):
Возьмите кусок условно железа, обточите, посверлите, пофрезеруйте, отхонингуйте - получится, скажем АК-74. Энтропия начального куска железа уменьшится ?
Это кстати тоже не очевидно, как соотносится энтропии куска железа в виде АК-74 и в виде кубической болванки такой же массы с тем же усреденнным составом химических элементов. Но пока мы пример про каменюку и чип не можем решить. Хотя вероятно пример про АК проще чем пример про каменюку и чип.

Энтропия в живых системах 06 Фев 2010 09:41 #87

  • mittelspiel
  • mittelspiel's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 3974
  • Thank you received: 14
  • Karma: 1
чайник555 написал(а):
Вопрос применимости второго начала термодинамики для живых систем - что является для живых систем замкнутой системой ?
Ну вы же сами предложили - солнечная система

Энтропия в живых системах 06 Фев 2010 11:45 #88

mittelspiel написал(а):
чайник555 написал(а):Вопрос применимости второго начала термодинамики для живых систем - что является для живых систем замкнутой системой ?

Ну вы же сами предложили - солнечная система
Ну это самый крайний случай - про влияние на земельную жизнь засолнечноземельных событий я как-то мало наслышан. Ну кроме суперпупергаммавспышек...

Просто надо спускаться на нижний уровень - хочется же проанализировать клетку и элементарный акт синтеза белка (ну или ДНК, если угодно). Это я к тому, можно ли применять второе начало термодинамики к единице живой системы без учёта окружения ? Т.е. без учёта внешних источников энергии и массопереноса...

Энтропия в живых системах 06 Фев 2010 11:48 #89

mittelspiel написал(а):
Это кстати тоже не очевидно, как соотносится энтропии куска железа в виде АК-74 и в виде кубической болванки такой же массы с тем же усреденнным составом химических элементов. Но пока мы пример про каменюку и чип не можем решить. Хотя вероятно пример про АК проще чем пример про каменюку и чип.
Кстати, вспомним уроки НВН в школе.
Упражнение раз - частичная разборка автомата на время. Норматив - 12 секунд. Энтропия увеличилась после выполнения упражнения ?
Упражнение два - сборка автомата на время. Норматив - 20 секунд. Энтропия уменьшилась ?

Энтропия в живых системах 06 Фев 2010 12:27 #90

  • Vladimirovich
  • Vladimirovich's Avatar
  • OFFLINE
  • Инквизитор
  • Posts: 78776
  • Thank you received: 1076
  • Karma: 81
mittelspiel написал(а):
Ну хорошо, я согласен, что внутри чипа можно выбрать такие ячейки, где энтропия будет меньше чем у случайно взятой ячейки чипа (например, некоторые ячейки чипа окажутся идеально-кристаллическими образованиями). Но то же самое относится и к каменюке.
Нет.нет. Дело не в выборе ячеек.
Вопрос именно в выборе уровня макроскопии, когда ячейка есть одно целое с точки зрения исследователя.
( Например для ДНК, это может быть кодон или там еще чего)

Вот например при первом выборке сетки структура несколько хаотическая. При втором близка к однородной.




Каждому - своё.
Рейтинг@Mail.ru

Научно-шахматный клуб КвантоФорум