Leben
oder die innere Ordnung aufrecht erhalten

Erwin Schrödinger versucht, mit dem Zugang eines klassischen Physikers, in seinem Buch "Was ist Leben?" zu beschreiben was Lebendes so lebendig macht und es schafft sich zu Erhalten und somit den Drang zur Entropie, zumindest lokal und für einen gewissen Zeitraum, umkehrt. Er hat Boltzmanns "Entropie mit negativem Vorzeichen" also "negative Entropie" aufgegriffen und weitergeführt, und einen Namen gegeben, die Negentropie. Ursprünglich wollte er den Ausdruck "freie Energie" verwenden, aber da daß Wort "frei", vom wie er schreibt Durchschnittsleser, als bedeutungsloses schmückendes Beiwort verstände hätte werden können, hatte er es sich letzendlich für den Begriff Negentropie entschieden. Die Entropie war schon 1944, so schreibt Schrödinger, verschwommen definiert. Er sagt, Entropie (S) ist eine klare meßbare physikalische Größe.
Rudolf Clausius, theoretischer Physiker in der Mitte des 20. Jahrhunderts, gilt als Schöpfer des Begriffes der "Entropie" und Entdecker(Erfinder) des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik. Er beschreibt die Entropie als einen mathematisch berechenbaren Wert der Nicht-Änderungen / Nicht-Wandel von Wärmeenergie. Er sagte,

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»Die Energie der Welt ist konstant. Die Entropie der Welt strebt einem Maximum zu.«1




Clausius war an Wärmekraftmaschinen, wie zum Beispiel den Stirlingmotor, interessiert. Diese Maschinen nutzen die Veränderung von Wärmeenergie um sie in Arbeit umzuwandeln, dazu setzt man eine Maschine zwischen zwei Behälter mit unterschiedlicher Temperatur. Je höher das Wärmegefälle, desto mehr kann in "Arbeit" umgewandelt werden. Klassisches Beispiel zur Beschreibung von Entropie ist der Eiswürfel im Wasserglas.

Über einen Zeitraum x, schmilzt der Eiswürfel und die beiden unterschiedlichen Temperaturen von Wasser und Eis, gleichen sich immer mehr an, bis letztendlich das Wasser ein klein bisschen kälter ist und das Eis geschmolzen und um vieles wärmer ist. Kommt es zum Equilibrium, dann ist die maximale Entropie erreicht. Heinz von Förster spricht beim Verschmelzen von "Kon-Fusion", er meint eine klarere Definition für Entropie sei "die Konfusion des Beobachters nimmt zu" oder

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»Utropie wächst mit wachsender Konfusion oder, wie andere sagen würden: Entropie steigt mit Unordnung.«2




Das Leben scheint ein geordnetes und gesetzmäßiges Verhalten der Materie zu sein, das nicht ausschließlich auf ihrer Tendenz, aus Ordnung in Unordnung überzugehen, beruht, sondern auch auf einer bestehenden Ordnung die aufrechterhalten bleibt, einer Ordnung aus Ordnung. Dem raschen Verfall in einen unbewegten Gleichgewichtszustand, dem Drang zur Entropie, entziehen sich Organismen. Man spricht von Leben, wenn sich fortwährend "etwas tut", also einem Stück Materie, das "in Bewegung bleibe". Wenn sich, im Gegensatz dazu, etwas Unbelebtes in Bewegung befindet, kommt es nach "kurzer" Zeit zum Stillstand. Elektrische oder chemische Potentialunterschiede werden ausgeglichen. Es kommt zum thermodynamischen Gleichgewichtszustand, zur maximalen Entropie oder zum Gleichgewicht. Organismen habe die faszinierende Fähigkeit, sich selbst in Bewegung halten bzw. ordnen zu können. Man könnte Sie als selbstorganisierende Systeme (miss)verstehen. Sie müssen sich permanent selbst definieren, von der Umwelt abgrenzen.





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»Es gibt keinerlei Systeme die sich selbst organisieren!«3



Heinz von Förster auf der Tagung über selbst-organisierende Systeme. Solch ein System müsste per Definition, Entropie reduzieren, tut es das nicht, dann wäre es 'nur' ein mechanisches oder thermodynamisches System. Nimmt also die Entropie, innerhalb des selbst-organisierenden System ab, muss es ausserhalb, also in der Umwelt in der es sich befindet, die Entropie zunehmen. Ansonsten würde der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik verletzt werden. Somit, könnte man sagen, so ein System auch als "des-organisierendes System" bezeichnen. Legt man nun die Grenze des Systems enger, schließt die Umwelt aus und sagt, wir betrachten nur den selbstorganisierenden Bereich, passiert wieder ähnliches, und es kommt zu einem selbst-des-organisierendem System. Abgesehen davon, dass über einen unendlichen Zeitraum gesehen, es sowieso keine, von der Umwelt getrennten Systeme gibt. Es wird immer zwangsläufig einen Austausch mit der Umwelt geben. Energie die zugeführt wird oder Energie die abgeführt wird. Egal welche Grenzen man einem System setzt. Somit "lebt" das System auf Kosten der Umwelt. Nach der Beweisführung, dass solche System nicht existieren können, schlägt Heinz von Förster, nichtsdestotrotz vor den Begriff "selbst-organisierende System" weiterhin zu verwenden. Will man die Grenzen eines Systems dort ziehen, wo sich die "innere Ordnung" erhöht, muss man erst einmal rausfinden, wo das passiert. Man bräuchte also ein Gerät, dass in so einen Bereich definierten Bereich, Ordnungen messen kann, auf so ein mögliches „Ordometer“ komme ich später noch zu sprechen.
Wie bleibt nun Lebendes am Leben? Durch Essen, Trinken, Atmen, Assimilation; der Metabolismus, also Wechsel oder Austausch. Was ist das kostbare Etwas in unserer Nahrung das uns vor dem Tode bewahrt, fragt Schrödinger, und meint Alles was in der Natur vor sich geht, bedeutet eine Vergrößerung der Entropie. Jeder lebende Organismus erhöht Entropie. Er nennt es positive Entropie. Dem Drang zur maximalen Entropie, muss also etwas entgegen gesetzt werden. Das selbstorganisierende System „Organismus“ muss der Umwelt Entropie entziehen.
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»Das, wovon ein Organismus sicher ernährt, ist negative Entropie.«3



schreibt Schrödinger. Die Entropie der Umwelt wird, zb. beim Menschen, via zuführen von Wohlgeordnetem bzw. mehr oder weniger komplizierten organischen Verbindungen, entzogen. Pflanzen nehmen "negative Entropie" via dem Sonnenlicht auf. Beim Reorganisieren, beim Wiederaufbau der inneren Struktur nimmt die Entropie lokal ab; diese Entropieminderung des lokalen Systems muss durch einen entsprechenden Austausch mit der Umwelt ausgeglichen werden. Es muss zu einem Entropie-Export kommen. Beim Menschen passiert das über die Körpertemperatur, also die Hitze die wir ständig an die Umgebung abgeben bei physischen Lebensvorgängen. Schrödinger denkt sogar darüber nach, dass möglicherweise die Körpertemperatur die "Lebensintensität" definiert. Warmblüter oder wechselwarmes Tiere, Fische, Reptilien, Insekten,..., mit ihrer höheren Körpertemperatur gegenüber gleichwarmen Tieren, Vögel und Säugetiere, hätten den Vorteil, sich ihrer Entropie schneller zu entledigen zu können und seien somit zu intensiveren Lebensvorgängen fähig. Das ist für ihn aber nur Spekulation.





Auf der Entropieskala, versucht Lebendes auf einer niedrigen Entropiestufe zu verbleiben. Zu hohe Entropie bedeutet, dass die elektrischen oder chemischen Potentialunterschiede komplett ausgeglichen sind und es zum Zerfall in das thermodynamischen Gleichgewichtszustand (Tod) kommt, also Alles hat sich dort hinbewegt, wo es sich hinbewegen kann, nichts geht mehr. Das Gleiche, aber dann doch anders, gilt für minimale Entropie. Am absoluten Nullpunkt, bei 0 Kelvin, kommt jede Bewegung zum Stillstand, die Entropie von Allem ist gleich Null. (Der dritte Hauptsatz der Thermodynamik sagt aber aus, dass der absolute Nullpunkt der Temperatur kann nicht erreicht werden. Man sich annähern aber nie erreichen.)

Schrödingers Negentropie Formel:

- (Entropie) = k log (1/D).

Schrödinger wurde von seinen Kollegen darauf hingewiesen, dass eine reine thermodynamische Betrachtung als Erklärung alleine, wie sich leben selbst erhält, nicht ausreicht. Denn einfach nur von negativer Entropie sich zu ernähren funktioniert nicht. Wenn dem nämlich so wäre, dann müsste man sich auch von Hochgeordnetem wie zb. Holzkohle oder Kristalle, "ernähren" können, kann man aber nicht. Diamanten haben keinen Nährwert, keine für die Verdauung verwertbare Energie (physiologischer Brennwert). Eine Vermutung meinerseits, Lebendes kann sich nur von Lebenden ernähren, bzw. vormals Lebenden, dass sich noch, auf dem Weg Richtung thermodynamischem Equilibrium, in einem eher hoch geordnetem Entropie Status befindet. Neueste Studien zeigen, dass es zwar "Kohle essende" Mikroben gibt die Kohle in Methan umwandeln, aber auch diese Ernähren sich nur von den von Kohle freigesetzten organischen Verbindungen.

Autopoiesis ((dieser Teil fehlt noch))

Autopoiesis oder Autopoiese (altgriechisch αὐτός autos, deutsch ‚selbst‘ und ποιεῖν poiein „schaffen, bauen“) ist der Prozess der Selbsterschaffung und -erhaltung eines Systems. In der Biologie stellt das Konzept der Autopoiesis einen Versuch dar, das charakteristische Organisationsmerkmal von Lebewesen oder lebenden Systemen mit den Mitteln der Systemtheorie zu definieren. Der vom chilenischen Neurobiologen Humberto Maturana geprägte Begriff wurde in der Folge seiner Veröffentlichungen aufgebrochen und für verschiedene andere Gebiete wissenschaftlichen Schaffens abgewandelt und fruchtbar gemacht. Das Konzept der Autopoiesis ist eine Teilmenge des allgemeiner gültigen ontologischen Konzepts der emergenten Selbstorganisation. (Wikipedia)