Explicando el origen de la vida con la física – Mundo Física

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/explaining-the-origin-of-life-with-physics-physics-world-1.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/explaining-the-origin-of-life-with-physics-physics-world-1.jpg" data-caption="Azotando una tormenta El libro de Liam Graham traza un camino desde las leyes de la termodinámica hasta el origen de la diversidad biológica. (Cortesía: Shutterstock/ivan_kislitsin)”>

¿Puedes explicar el origen de la vida en la Tierra utilizando los principios de la termodinámica y la mecánica estadística? No es una pregunta que ni siquiera los estudiantes de física vean en sus tareas más desafiantes. Pero es uno que liam graham – físico convertido en economista – intenta responder en su primer libro Tormentas moleculares: la física de las estrellas, las células y el origen de la vida.

A lo largo de Tormentas moleculares, Graham utiliza un tono ligero e informal con una inyección medida de humor para mantener a los lectores en un camino directo desde las leyes de la termodinámica hasta el inicio de la diversidad biológica. Comienza pintando un cuadro de los movimientos de las moléculas en la “tormenta molecular”. Los capítulos iniciales familiarizan al lector con los principios principales de la mecánica estadística (como los microestados y el movimiento browniano), así como, por supuesto, con la termodinámica.

Graham explica claramente que la entropía (desorden) de un sistema cerrado está destinada a aumentar, y describe en detalle el funcionamiento de las máquinas térmicas, los motores y su primo menos conocido, los trinquetes. Otros principios de gran éxito de la física, como el teorema de Noether (que relaciona las leyes de conservación con las simetrías en la naturaleza) y la superposición cuántica, también se introducen de pasada, más en forma de reconocimiento que de explicación.

Graham continúa con un examen de los requisitos previos de la vida. Las bases de física que ha sentado le permiten explorar cómo la formación de planetas, la acción de las enzimas y los procesos biológicos esenciales para el funcionamiento de las células pueden entenderse en términos de conceptos termodinámicos de trinquetes y motores térmicos.

Esta sección está respaldada por un breve pero claro desvío sobre cómo la tormenta molecular lleva las mezclas de moléculas al equilibrio químico. Es necesario desviarse hacia la química para que el lector siga la extensa discusión de los próximos capítulos sobre las reacciones de los compuestos, que desempeñan un papel central en el metabolismo de las células. El libro termina con una discusión detallada de la termodinámica que habría sido clave para la producción de moléculas orgánicas y el medio ambiente de la Tierra recién formada, como los estanques y los respiraderos hidrotermales.

Como alguien con experiencia pura en física, estuve tentado de consultar otras fuentes para comprender completamente los capítulos más pesados ​​​​de biología. Aun así, hay suficientes detalles para que el lector pueda seguir cómodamente la dirección general del argumento del libro. Pero dada la virtual imposibilidad de explicar en detalle cada proceso relevante de un tema tan complejo (sin dejar de entretener y mantener la atención del lector), Graham incluye muchas sugerencias bien documentadas para lecturas adicionales y enlaces a artículos de investigación relevantes.

¿Qué “problema difícil”?

La carrera de Graham, caracterizada por un recorrido por diversas disciplinas como la física, la filosofía y la economía, se refleja en la estructura de su libro. Esta combinación de diferentes campos podría ser la razón Tormentas moleculares Es una lectura muy interesante. El fuerte trasfondo de mecánica estadística a lo largo de la narración debe sin duda su origen a su primer título en física teórica de la Universidad de Cambridge.

Pero Graham también recurre a su experiencia en filosofía para abordar el enigma del origen de la vida, refiriéndose repetidamente al concepto de un "cerebro de Boltzmann", es decir, la idea de que las fluctuaciones aleatorias de la materia podrían dar origen a la conciencia. De manera similar, degrada explícitamente el “difícil problema de la conciencia” –que cuestiona cómo la materia física da lugar a la experiencia consciente y subjetiva– diciendo: “El origen de la vida es un problema tan complejo como lo es (sospecho que demostrará que no es así). más difícil que el llamado 'problema difícil' de la conciencia)”.

Tormentas moleculares Es probable que atraiga a los lectores en dos niveles. En primer lugar, puede verse como una guía fascinante para un lector con un interés general en la física, que examina la visión de un físico sobre el surgimiento de la vida. Este lector casual puede disfrutar del viaje sin necesidad de recurrir a los cálculos matemáticos que se describen en los apéndices.

Este libro es un buen ejemplo de la naturaleza interdisciplinaria de la investigación científica, algo que a menudo no se enfatiza lo suficiente en los cursos de pregrado.

Alternativamente, un estudiante universitario interesado en esta área se beneficiaría si trabajara con los cálculos y siguiera las explicaciones. Este libro es también un buen ejemplo de la naturaleza interdisciplinaria de la investigación científica, algo que a menudo no se enfatiza lo suficiente en los cursos universitarios. Sin embargo, recomendaría a los estudiantes lectores que tengan otros textos a mano a menos que ya tengan una muy buena comprensión conceptual de los principios mencionados.

De hecho, tanto el lector ocasional como el estudiante se beneficiarían al consultar los recursos en línea para obtener ilustraciones de los conceptos discutidos, ya que los diagramas del libro a veces son meramente representativos del contenido en línea.

Pero como la mayoría Mundo de la física Es probable que los lectores caigan en una de estas categorías, le recomiendo encarecidamente que agregue Tormentas moleculares a tu lista de lectura.

• 2023 Springer 291 páginas £ 29.99 pb £ 23.99 libro electrónico

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• Fuente: https://physicsworld.com/a/explaining-the-origin-of-life-with-physics/