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【in-transition】整いの熱力学① 生命の熱力学
LITRAメールマガジン
【in-transition】読者の皆さま、
いつもお読み頂き、ありがとうございます。
LITRA代表の加藤亮介です。
今日のテーマは「生命の熱力学」。
このテーマはLITRAのミッションである
【Life Transition】や、
バリューである
【整い】
に繋がる根源的なテーマです。
是非、ご覧ください！
ぼくの大学時代の専攻は金属工学というもので、
金属に関するありとあらゆることを学びました。
その中で、ぼくが最も面白いと思ったのが、
「熱力学」です。
熱力学は、産業革命のまさにエンジンともなった
蒸気機関に関する実践的な研究から築かれた
物理学の一分野です。
熱力学の何が面白いかというと、
この宇宙で起こる物事の変化を記述している点です。
熱力学では「エネルギー」と同様に、
「エントロピー」という概念を取り扱います。
エントロピーとは、
「ごちゃごちゃしている程度」
です。
熱力学の第二法則、
通称エントロピー増大の法則では、
「この宇宙は、エントロピーが増大するほうに、
物事が変化するようにできている」
ということが示されます。
つまり、
「どんどんごちゃごちゃするのが
この世界の仕組み」
と言っているわけです。
一つ例を挙げると、
コーヒーにミルクを入れると、
だんだん混ざっていきますよね。
でも混ざったミルクコーヒーが
コーヒーとミルクに分離することは
自然には起こらないんです。
放っておくとごちゃごちゃするのが、
この宇宙の法則なんですが、
ここでひとつ疑問が浮かぶんですね。
宇宙には銀河系や、太陽、地球といった
とても構造的に整ったものがあります。
わたしたちも生物もまた、
秩序だった構造をもっている。
いろんな分子が寄せ集まって、
タンパク質を作り、
細胞を作り、
心臓や脳といった器官を作り、
それらがまとまって身体があります。
これ、一見すると、
エントロピーが増大する法則に
ぜんぜん従ってないように思えるんです。
でもこれは、
星や身体といった
単体だけを見ると、
確かにエントロピーは
下がっているんですが、
身体とその周りの環境までを含めた
全体で調べてみると、
エントロピーは増大しているんです。
ここで登場するのが、
熱力学第一法則、
通称「エネルギー保存則」
です。
エネルギー保存則は、
「この宇宙のエネルギーの総量は、変化しない」
と記述されます。
例えば、
坂の頂上に止まっているボールは
位置エネルギーという
エネルギーを持っています。
このボールを転がすと、
位置エネルギーが
運動エネルギーに変換されて、
ボールは速度を増して転がっていきます。
さらに地面や空気からの抵抗に対して、
熱エネルギーが発生し、
最後には運動が止まります。
熱力学第一法則では、
坂の上のボールの持っていた
位置エネルギーのエネルギーの「量」と、
運動によって発生した
運動エネルギー、熱エネルギーの「量」は
等しいということを言っています。
ここでポイントになるのが、
エネルギーの「質」なんです。
宇宙のエネルギーの総量は変化しないのですが、
エネルギーの「質」は変化します。
そして、環境に熱という形で
エネルギーを放出すると、
全体のエントロピーは増加します。
先ほど、生命はそれ単体で見ると
エントロピーが下がっているけれど、
環境も含めた全体で見ると、
エントロピーが増大する。
熱力学第二法則に従っているというのは、
生物は熱を環境に放出しているからなんです。
生きているというのは、
食べることで摂取した
食物の化学エネルギーを、
呼吸をすることで吸収した
酸素と反応させて、
生命として使いやすい
エネルギーの形に変換して
生命活動で身体を維持し、
熱を発生させるということです。
生物は死ぬと冷たくなり、
熱力学第二法則に従って、
分解されていきます。
これが生命の熱力学による原理です。
「エネルギーを得て、
自身の秩序だった構造を維持し、
熱を環境に放出すること」
宇宙は、
熱力学第二法則による
「宇宙全体のエントロピーを増大する」
という法則にさえ従えば、
あらゆることが可能になっている。
これが、
宇宙の変化を記述する
熱力学の原理的なおもしろさだと
ぼくが思う理由です。
そして、ここからがぼくの妄想ですが、
この熱力学第二法則は、
物質的な世界だけでなく、
精神や、お金、事業、歴史にも
通底する原理になっていると考えています。
簡単に言うと、
「あなたが熱ければ熱いほど、
宇宙は見方をしてくれる！」
ってこと。
長くなってしまったので、続きは次回。
今日もここまでお読み頂き、
ありがとうございました！
次回もお楽しみに！！
Life Transitionをあなたと。
LITRA代表 加藤亮介
お友達やお知り合いへの拡散、うれしいです。
ありがとうございます。
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