Termodynamik

Strider evolutionsteorin mot termodynamikens andra huvudsats?

”Evolutionsteorin strider faktiskt mot rådande naturlagar: En effekt av termodynamikens andra lag är att ingenting i universum blir mer komplext; allting degenererar. Ett fysikaliskt system, lämnat för sig självt, kommer så småningom att förfalla, tappa energi och bli mer oorganiserat. Detta faktum talar emot evolutionsteorin som ju hävdar att allt liv av sig självt har utvecklats från en primitiv urcell till det komplexa djur- och växtliv som vi har idag. Evolutionisterna har försökt förklara denna motsägelse med att termodynamikens andra lag enbart gäller för slutna och isolerade system som inte utväxlar energi med sin omgivning och att denna lag inte kan gälla för ett öppet system som vår jord är ett exempel på. Denna förklaring är dock felaktig. (…) Jorden är ett exempel på ett öppet system. Trots att evolutionisterna hävdar annorlunda tenderar entropin i ett öppet system att öka. Det finns speciella fall där ordningen kan öka lokalt men detta sker alltid på bekostnad av en ökad oordning någon annanstans i systemet. För Jordens del tar vår planet bland annat emot energi från solen. Denna energi är emellertid en ‘rå’ energi som inte på något sätt är styrd för att kunna verka på ett givet sätt. För att energin skall kunna ha någon som helst effekt att kunna påverka någonting i en vis riktning måste det finnas någonting som styr energin i denna riktning. Tänk er en bil som står på en bensinstation, redo att tankas. Om man häller bensinen över bilen och tänder på (rå energi) kommer denna handling inte att få bilen att gå framåt. Bilen kommer endast att förhållandevist snabbt förstöras (degenereras). För att få bilen att rulla krävs det att bensinen hälls i tanken där energin sedan på ett kontrollerat sätt fördelas i ett komplicerat drivsystem (motor, axlar etc).” [CH1]

Svar

Enligt termodynamikens andra huvudsats kan entropin i ett isolerat system aldrig minska. Jorden är dock ett öppet system, som hela tiden matas med energi från solen (figur 1). [#1] [#2] 0,1 % av den infallande strålningsenergin (entropifattig) binds kemiskt i växterna (fotosyntes), de resterande 99,9% reflekteras mot jordytan alternativt absorberas och avges som värme (entropirik) till rymden. Både växter och djur är öppna system, växternas kemiska energi är därför tillgänglig för herbivorer och indirekt karnivorer i flera led. Under dessa organismers matsmältning omvandlas kemisk energi (entropirik) till värme (entropifattig). Den ökade komplexiteten hos växter och djur följs därför av en entropiökning hos resten av universum, helt i överenstämmelse med termodynamikens andra huvudsats.[#3] [#4] Faktum är att ett flertal vetenskapsmän anser att termodynamikens andra huvudsats utgör en drivkraft för evolutionen, t.ex. utvecklas organismer för att fylla tomma ekologiska nischer på ett sätt som kan liknas vid den fria expansionen av en gas i en tom behållare.
   Att termodynamikens andra huvudsats endast gäller för isolerade system kan man själv verifiera experimentellt: i) Häll salt i vatten tills lösningen blir mättad, d.v.s. inget mer salt går att lösa. >> ii) Värm vattnet och rör om tills allt löst sig. Lösningen som bildas uppvisar maximal entropi, d.v.s. maximal ”oordning” (figur 2:A). >> iii) Häll hälften av lösningen i en termos (= isolerat system) och den andra hälften i ett öppet kärl (= öppet system). Låt därefter båda behållarna stå svalt. >> iv) Det öppna kärlet kommer att avge energi i form av värme (entropirik) till omgivningen varvid lösningens temperatur kommer att minska. Lösligheten av salt i vatten kommer då att avta och saltet faller ut i fast form (kristaller) (figur 2:B). I kristallerna kommer saltets joner att bilda ett regelbundet tredimensionellt mönster (kristallgitter), d.v.s. ett ”ordnat” tillstånd har spontant uppstått ur ett ”oordnat” (figur 2:C). Termosen kan dock inte avge energi till omgivningen och lösningens temperatur förblir därför konstant. Saltet kommer att kvarstå i lösning (entropirik), helt i enlighet med termodynamikens andra huvudsats.[#5] [E1] [T1] [V1] [W1] [W2] [Ö1] [Ö2]

Noter

[#1] Inom termodynamiken är entropin måttet på hur långt energiskillnaderna utjämnats inom ett system. Inom statistisk mekanik kan entropin sägas vara ett mått på ett tillstånds sannolikhet. Entropin har alltså inget att göra med ”ordning” eller ”komplexitet” i någon vardaglig mening.

[#2] De amerikanska kreationisterna bakom webbplatsen Answers in Genesis har numera övergivit denna absurda och korkade dumhet.

[#3] Faktum är att om termodynamikens andra huvudsats skulle förbjuda evolution, skulle den även förbjuda reproduktion!

[#4] Så här skriver Paul Davies i Det femte undret: Sökandet efter livets ursprung och mening: ”Kontentan är alltså att biologiska organismer till fullo lyder termodynamikens andra huvudsats. Så länge omgivningen kan tillhandahålla ett förråd av fri energi kan biologiska system glatt fortsätta att minska entropin och öka ordningen i sitt lokala grannskap medan de samtidigt bidrar till den obönhörliga ökandet av entropin i universum som helhet. Denna rättframma lösning på det termodynamiska problemet med livet identifierades redan för länge sedan av en av grundarna av den termodynamiska teorin, den österrikiska fysikern Ludwig Boltzmann: ‘Den allmänna kampen för livet är sålunda varken en kamp om grundmaterial (…) eller om energi (…) utan om entropi som blir tillgänglig genom överförande från den varma solen till den kalla jorden’.” [Ö3]

[#5] Heinz Pagels ger i den utmärkta boken Den kosmiska koden ett alternativt experiment: ”För att illustrera entropins tillväxt kan man ta en glasburk och fylla den till en fjärdedel med salt. Sedan häller man på malen svartpeppar tills den är halvfull. Nu har man ett svart lager ovanpå ett vitt lager – en osannolik fördelning av alla partiklarna. Denna fördelning har en förhållandevis låg entropi då den är högt organiserad och inte rörig. Nu skakar man burken häftigt. Resultatet är en grå blandning, en oorganiserad fördelning av saltet och pepparn. Fortsätter man skaka är det mycket osannolikt att den ursprungliga fördelningen någonsin återvänder. Den kommer inte att återvända under årmillioner av skakande. Systemets entropi eller oorganisation har fått en bestående ökning. Detta illustrerar termodynamikens andra lag: för varje slutet system ökar alltid entropin. Ett system övergår alltid från en mindre trolig fördelning (svart peppar ovanpå vitt salt) till en mer trolig fördelning (grå blandning). Det är viktigt att systemet är slutet för att lagen om entropins tillväxt ska gälla. Om jag öppnar burken med den grå blandningen och omsorgsfullt skiljer saltet och pepparn åt, kan jag återskapa den ursprungliga fördelningen.” [Ö4]

(A) (B)
Figur 1: (A) Inom termodynamiken finns det tre typer av system: i) Isolerade system: utbyter inte energi eller materia med omgivningen. ii) Slutna system: utbyter energi men inte materia med omgivningen. iii) Öppna system: utbyter energi och materia med omgivningen. (B) Jorden är ett öppet system som matas med energi från solen.

 

(A) (B) (C)
Figur 2: (A) I lösning är saltet disocierat i natrium- och kloridjoner. Lösningen uppvisar maximal entropi. (B) I kristallen bildar saltets joner ett (C) regelbundet tredimensionellt mönster. Kristallgittret uppvisar minimal entropi.

 

 

Referenser

Christer Holmdahls hemsida

[CH1] C. Holmdahl, Evolutionen, Christer Holmdahls hemsida (2007-04-25)

EvoWiki

[E1] 2nd law of thermodynamics prohibits evolution, EvoWiki (2007-05-16)

Talk Origins

[T1] The second law of thermodynamics prohibits evolution, Talk Origins (2007-05-16)

VoF

[V1] J. Sjöström, Lysenko och kreationisterna, Folkvett nr. 3-4/1999

Wikipedia

[W1] Fotosyntes, Svenska Wikipedia (2007-05-16)

[W2] Termodynamik, Svenska Wikipedia (2007-05-17)

Övrigt

[Ö1] Compact 99, Bonnier Lexikon

[Ö2] A. Rönnlund, Kristallodling, Skolkemi (2007-05-29)

[Ö3] Paul Davies, Det femte undret: Sökandet efter livets ursprung och mening, Prisma (2000)

[Ö4] H. Pagels, Den kosmiska koden, ICA bokförlag (1986)

Bilder

Figur 1:A: System boundary, Wikipedia (2007-05-31)
I, the creator of this work, hereby release it into the public domain. This applies worldwide. In case this is not legally posible, I grant any entity the right to use this work for any purpose, without any conditions, unles such conditions are required by law.

Figur 1: B: The Earth seen from Apollo 17, Wikimedia Commons (2007-11-11)
This file is in the public domain because it was created by NASA. NASA copyright policy states that ”NASA material is not protected by copyright unles noted”.

Figur 2:A: Solution of salt in water, Wikimedia Commons (2007-05-16)
Permision is granted to copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.2 or any later version published by the Free Software Foundation; with no Invariant Sections, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover Texts. A copy of the license is included in the section entitled ”GNU Free Documentation License”.

Figur 2:B: Sodium chloride, Wikimedia Commons (2007-05-16)
This image is a work of the ”Minerals in Your World” project, a cooperative effort between the United States Geological Survey and the Mineral Information Institute. The images were featured in the ”Minerals and Materials Photo Gallery” on the website of the U.S House Subcommittee on Energy and Natural Resources. As a work of the U.S. federal government, the image is in the public domain.

Figur 2:C: Sodium chloride 3D, Wikimedia Commons (2007-05-16)
I, the copyright holder of this work, hereby release it into the public domain. This applies worldwide. In case this is not legally posible: I grant anyone the right to use this work for any purpose, without any conditions, unles such conditions are required by law.

/Johan Karlsson

Kommentarer inaktiverade.