Удивительная эффективность жизни.
Установлено, что живая материя в 100 тыс. раз эффективней мертвой.
Это может сильно продвинуть науку в разгадывании главной супер-головоломки человечества – что такое жизнь и как она возникла (это один вопрос, т.к. поняв одно, поймем и другое).
Об особой важность решения этой супер-головоломки писал еще Эйнштейн в письме Сциларду. Но и спустя 80+ лет, так и не удается понять ее решение, что всесторонне проанализировано в новейшем обзоре проблемы «Origins of Life: A Problem for Physics», опубликованном в августе в №9 «Reports on Progress in Physics».
Данный обзор заканчивается мыслью, что важнейшим недостающим звеном в решении супер-головоломки жизни является отсутствие понимания, как абстрактное понятие «информации» может быть интерпретировано физически в соответствии с т.н. Принципом Ландауэра (о том, что это – ниже)
Но обзор был опубликован в августе, а в середине ноября (вот ведь сумасшедшая скорость в современной науке!) в Трудах Королевского научного общества дан ответ о физической интерпретации информации для живых организмов в соответствии с Принципом Ландауэра. И это сенсация!
Новое исследование «The thermodynamic efficiency of computations made in cells across the range of life» (Термодинамическая эффективность вычислений, производимых в клетках по всему спектру жизни) https://goo.gl/N1izAA имело целью найти ответы на вопросы:
— Какова энергетическая (термодинамическая) эффективность жизни?
— Насколько живой организм эффективней использует энергию при вычислениях, чем, скажем так, неживой компьютер?
Для любых вычислений нужна энергия. Иначе никак, - попробуйте вынуть источник питания из ноутбука и что-то на нем посчитать.
Принцип Ландауэра устанавливает теоретический нижний предел энергетической эффективности вычислений. Минимальная энергия, необходимая для стирания 1 бита информации, это ооочень маленькая величина - примерно 2,7х10**-21 Дж.
Современным компьютерам еще далеко до такой эффективности. Они тратят куда больше энергии при проведении вычислений.
Но ведь и любой живой организм должен постоянно совершать вычисления, чтобы расти, размножаться и развиваться. Вот пара типичных примеров основных биологических вычислительных процессов:
- трансляция (обработка информации из генома и ее запись в белки);
- репликация ДНК.
Исследование показало удивительную энергетическую эффективность жизни при проведении вычислений.
✔ энергетическая эффективность процесса трансляции всего в 20 раз превышает теоретический нижний предел Ландауэра, и это в 100 тыс. раз эффективней самого совершенного из современных компьютеров.
Отсюда может следовать, что жизнь – это самый эффективный механизм, созданный природой для преобразования энергии в информацию. Это самый эффективный инструмент мироздания для борьбы с хаосом и упорядочения вселенной.
Следующие 2 вопроса, на которых сфокусировано продолжение исследований, касаются масштабирования расчета термодинамической эффективности биологических вычислений на более высокий уровень:
— какова термодинамическая эффективность мыслей?
(возможно, она окажется на минимальном теоретическом пределе Ландауэра - а что, если ниже?)
— какова роль термодинамической эффективности при эволюционном отборе?
(если она значительна, то это станет революционным объяснением цели появления человека-разумного). Сергей Карелов https://www.facebook.com/sergey.karelov.5/posts/1496576313711387