【投稿者コメント】
【キーワード】
[生命は宇宙原則に抗う]､[生きるは偉大なり]､[エントロピーを下げる]
【件名】
｢人類は､宇宙の大原則に反する偉大なる反逆者である！／｢エントロピー｣へのコメント｣
【投稿本文】
【１】｢宇宙｣では｢エントロピー｣は増大するが､｢生命活動｣では､｢エントロピー｣は減少する
｢又､おっちゃん､訳の判らん事を云い出したでえ！ 宇宙の大原則とか､原則に逆らってエントロピーを下げている！とは､一体､どう云う事か？｣と云う感想の方が殆どだろう！
内容は､｢熱力学｣の物理法則を宇宙や生命活動に当てはめて視ると､宇宙や生命活動とでは､事象が共役的･相互演繹的･同列的･同一視的に視えて来ると云う事だ｡
宇宙の事物と｢熱力学｣の物理事象は共に数学的に証明出来るから､最近､熱力学は数学の難問の証明にも使われる事も多い｡
もともと､宇宙と生命は深い関係があり､最近の彗星の衛星探査も､宇宙と生命との深い関係を解明するものだ｡
【宇宙】⇔【エントロピー】⇔【生命活動】
【２】生命活動は､｢階層構造的な事象｣である
生命活動の､もう一つの特徴は､｢階層構造的な事象｣を伴うと云う点だ｡
添付図６に示す様に､生命体の生体内フロー系が"多層的に"､有機的に結合･構造化される事で､連携された､秩序のある｢酵素反応系｣を構成している。
この生命活動の｢階層構造的な事象｣を生物学･遺伝子学の用語で云うと､
https://ameblo.jp/bluerose-is-ephemeral/entry-12861533408.html に示す､｢エピジェネティクス(epigenetics)｣になる｡
つまり､DNA上の塩基配列の上位階層に､エピジェネティクスと云う階層があり､その遺伝子配列が､機能的に作用するか否かをON／OFF制御する､｢遺伝子発現調節機構｣をエピジェネティクスと呼んでいる！
この｢遺伝子発現調節機構｣は､DNAに対する｢化学修飾｣(エピゲノム)とも捉えられ､細胞分化のプロセス(過程)を示すメカニズム(機序)となっている｡
個体の発生や分化は､ゲノムDNAの塩基配列の変化ではなく､｢遺伝子発現｣の変化(ON／OFF)に依り引き起こされる｡つまり､DNAに対する｢化学修飾｣(エピゲノム)が､臓器･組織毎に異なるので､様々な臓器･組織に分化出来る｡エピゲノムが何らかの原因で変化すると奇形やがん､免疫･アレルギー疾患､代謝調節異常や精神疾患など､様々な疾患になる！
つまり､細胞分化は､単に､人体構成の最下層の｢DNA上の塩基配列｣だけを視ていただけでは､解明出来ず､人体構成の階層構造に注目して､遺伝子配列の機能をON／OFF制御する､上位階層の｢遺伝子発現調節機構｣(エピジェネティクス)のメカニズム(機序)を解明･応用しない限り､｢多能性幹細胞｣から､正常な臓器細胞には､培養･増殖は出来ない！
【３】生命活動は､｢相転移な事象｣である
さらに云うと､ https://www.nitech.ac.jp/news/press/2024/11255.html では､
｢2018年にヘリオロドプシンの機能の一端が明らかにされ､生体内での代謝系に関与している酵素や薬剤輸送能を持つ膜タンパク質を光制御する｣と報告され､
｢マイクロ秒の時間領域のタンパク質の構造変化を捉えることに成功した｣事も報告されている｡
1／1000秒の極く短時間にタンパク質が構造変化すると云う事は､結晶構造の相転移に通じるから､ある意味､ヘリオロドプシンの機能とは､光制御に依って､膜タンパク質の構造を相転移させる機能とも云える｡
【４】宇宙と生命活動の共通点は､｢エントロピーの増減｣と｢多層構造｣と｢相転移｣だ
ゆえに､｢宇宙｣と｢生命活動｣の共通点は､
【１】エントロピーの増減
【２】多層構造
【３】相転移
となる｡
◇
｢宇宙の多層構造｣とは､
超銀河団･銀河団･銀河群･銀河･惑星系･恒星･惑星･惑星系内小天体の様に様々なスケールの天体が属する集団を分類する際の構造の事だ。 広い意味での､この世界には様々な階層が存在する｡その理由は明らかではないが､多様な階層の存在が､そのシステムを全体として安定化させる役割を果たしているのは事実だ｡
◇
｢宇宙の相転移｣とは､
水は温度に依って気体､液体､固体と姿を変える。水に限らず､物質は温度や圧力などの熱力学的な条件に依って様々な状態(相)を執(と)る｡こうした状態の変化を｢相転移｣と言う｡
宇宙はかつて幾つもの｢相転移｣を経験してきたと考えられる｡宇宙の｢相転移｣は､対称性が破れ､高いエネルギーの真空から低い真空へ移る現象だ｡高エネルギーでは1つだった力は､｢相転移｣に依って重力､強い力､弱い力､電磁気力に分かれていった｡インフレーション理論は､真空のエネルギー密度の解放に依り指数関数的に宇宙が膨張していったと云う理論だ｡
＞｢エントロピー｣へのコメント
【 人類は､宇宙の大原則に反する偉大なる反逆者である！ 】
【５】｢エントロピー｣に似た用語の｢エンタルピー｣があるが､その｢エンタルピー｣とは？
｢エンタルピー｣を一言で云うと､｢空気が持つ熱量(エネルギー)の事で､内部エネルギーと膨張･収縮する為のエネルギー(流動エネルギー)を合わせたものを云う｡単位は、kJで表す｡
※温度上昇として残らない流動エネルギーも含めた全エネルギーを表す｡
エンタルピーの求め方は､
エンタルピー[kJ]= 内部エネルギー[kJ]+ 圧力[kPa]× 体積[m3](流動エネルギー)｣
です｡
空調機メーカーの｢ダイキン｣社員には常識の｢エンタルピー・空気線図｣で云うと､冷却能力と除湿能力の密接な関係を示すもので､｢乾球温度(℃)｣｢絶対湿度(Kg/Kg)｣｢比エンタルピー(Kcal/Kg)｣を表したものです｡夏季の省エネ運転には必須の知識です｡【添付図１参照】
全圧大気圧＝乾き空気の圧力＋水蒸気の圧力
[湿り空気]＝[乾き空気] ＋[水蒸気]
なので､台風や線上降水帯や積乱雲などの全体のエネルギー量を算定出来ます｡
台風や線上降水帯を無力化(エネルギーを削ぐ)すると云う｢気象制御学｣に於いては､重要な関係式です｡
｢エンタルピー｣は､物質の発熱･吸熱挙動に関わる状態量であり､等圧条件下にある系が発熱して外部に熱を出すとエンタルピーが下がり､吸熱して外部より熱を受け取るとエンタルピーが上がるので､フェーン現象の気温上昇の仕組みも説明出来ます｡
◇【参考】
添付図３_エンタルピーと内部エネルギーの違い→内部エネルギーは､｢入熱や放熱に依る物体の温度変化｣が関係している｡エンタルピーは､｢内部エネルギーの値に､入熱や放熱に依って生じる熱以外のエネルギー(仕事量)｣も含んでいる。
添付図４_しぼんでいる風船を外部から温める場合について考えてみると､加熱による温度上昇は内部エネルギーに含まれる。一方で､エンタルピーの値には､内部エネルギーの値と風船が膨らむと云う仕事を足し算した値となる。
添付図５_蒸気圧曲線とは？
【６】｢エントロピー｣と｢エンタルピー｣との関係
物質を構成する原子や分子は温度に依り多くの原子欠陥を生成する｡この欠陥が増大すると固体から液体へ液体から気体に変態する｡
この物質の乱雑さの尺度が｢エントロピー｣である｡
この欠陥は外部からの熱の出入りに依り変化する｡
この熱が｢エンタルピー｣であり､｢内部エネルギー変化｣と｢物質がする仕事｣に使われる｡
この熱で物質に流入する｢エントロピー｣より物質の｢エントロピー｣変化は常に大きい｡
その差は｢エントロピー生成｣と云い､常に正で自然に起こる過程は不可逆である｡
｢エントロピー生成｣は熱や成分などの流れが生じると生成し非補償熱として散逸する｡
安定した定常状態では｢エントロピー生成｣が極小であり､大きくなると他の定常状態に遷移する事がある｡【添付図２参照】
【７】宇宙では､｢エントロピー｣極大の法則が成立するのに､生物の生命現象は｢エントロピー｣を小さくする！
Erwin Schrödingerは､『生物の生命現象の本質は､外界から負エントロピー(秩序)の流れを吸収する事で､自身の中で必然的に増加する｢エントロピー｣を相殺し､自身の身体を常に一定のかなり高い水準の｢低エントロピー(秩序)状態に保つ事が出来るところにある』と述べている｡
例えば､私達は日々の食事に於いて､動物の肉や､魚､植物と云った､元は生命体であり､高度に秩序を保った構造の物質を摂取する事で､その秩序を吸収して自身の身体の秩序の維持に使っていると云う解釈だ｡
すなわち､我々が食物を摂取すると云う事は､その身体で熱エネルギーや運動エネルギーを生み出す為のエネルギー源としてだけではなく､身体の秩序を維持する為の秩序源(この事をErwin Schrödingerは｢負エントロピー｣と呼んだ)としての役割もあると云う事だ｡
つまり､｢生き(続け)ている｣事は､｢低エントロピー｣である事とも言える｡
つまり､『生命活動とは､生物が､｢飲食･呼気→代謝･呼吸→排泄･排気｣のエネルギー変換を通じて､エントロピーを下げる｢負エントロピー｣現象である』と云える｡
<< 人は､飯を食って､糞を垂れて､エントロピーを下げて､｢エントロピー｣極大と云う宇宙の原則に逆(さか)らっている！ >>
つまり､死んで物質と成り果てた私達の体は､時間の経過と共に､次第にその構成単位の分子やその反応物に分解され､果ては､周りの環境､すなわち自然の中に同化してしまう｡
そうして､熱力学第二法則で定式化されている｢孤立系のエントロピーの変化は自発変化の間増加する｣と云う事になる｡
つまり､｢生き続ける｣為には､｢死なない｣､腐敗しない事が必要なので､我々の様な生命体は､熱力学第二法則に逆(さか)らって､抗(あらが)って､逃れなくてはならない｡
その為に､私達は食べ物を食べ､水を飲み､呼吸をし､排泄をし､その生命活動を維持している｡この様な｢生体恒常性｣を私達は当たり前と思っているが､実は自然の摂理に逆らった偉業なのだ！