Menjelaskan Asal Usul Kehidupan dengan Fisika – Dunia Fisika

<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="Menimbulkan badai Buku Liam Graham memetakan jalan dari hukum termodinamika menuju asal usul keanekaragaman hayati. (Sumber: Shutterstock/ivan_kislitsin)”>

Bisakah Anda menjelaskan asal usul kehidupan di bumi dengan menggunakan prinsip termodinamika dan mekanika statistik? Ini bukanlah pertanyaan yang bahkan siswa fisika lihat dalam tugas mereka yang lebih menantang. Tapi itu salah satunya Liam Graham – fisikawan yang berubah menjadi ekonom – mencoba menjawabnya dalam buku debutnya Badai Molekuler: Fisika Bintang, Sel, dan Asal Usul Kehidupan.

Sepanjang Badai Molekuler, Graham menggunakan nada yang ringan dan informal dengan sentuhan humor yang terukur untuk menjaga pembaca tetap pada jalur langsung dari hukum termodinamika ke awal mula keanekaragaman hayati. Ia memulai dengan melukiskan gambaran pergerakan molekul dalam “badai molekul”. Bab pembuka memperkenalkan pembaca dengan prinsip utama mekanika statistik (seperti keadaan mikro dan gerak Brown) serta, tentu saja, termodinamika.

Graham dengan jelas menjelaskan bahwa entropi (gangguan) sistem tertutup ditakdirkan untuk meningkat, dan menjelaskan secara rinci pengoperasian mesin panas, motor, dan sepupunya yang kurang dikenal, ratchet. Prinsip-prinsip fisika blockbuster lainnya – seperti teorema Noether (yang menghubungkan hukum kekekalan dengan simetri di alam) dan superposisi kuantum – juga diperkenalkan secara sepintas, lebih dalam bentuk pengakuan daripada penjelasan.

Graham melanjutkan dengan pemeriksaan terhadap prasyarat kehidupan. Dasar fisika yang ia letakkan memungkinkannya mengeksplorasi bagaimana pembentukan planet, kerja enzim, dan proses biologis yang penting bagi berfungsinya sel, semuanya dapat dipahami dalam konsep termodinamika ratchet dan mesin panas.

Bagian ini didukung oleh penjelasan singkat namun jelas tentang bagaimana campuran molekul didorong ke kesetimbangan kimia oleh badai molekuler. Pengalihan ke bidang kimia perlu dilakukan agar pembaca dapat mengikuti pembahasan panjang lebar pada beberapa bab berikutnya mengenai reaksi senyawa yang berperan sentral dalam metabolisme sel. Buku ini diakhiri dengan diskusi rinci tentang termodinamika yang menjadi kunci produksi molekul organik dan lingkungan bumi yang baru terbentuk, seperti ventilasi dan kolam hidrotermal.

Sebagai seseorang dengan latar belakang fisika murni, saya tergoda untuk merujuk ke sumber lain untuk memahami sepenuhnya bab-bab biologi yang lebih berat. Namun, terdapat cukup detail bagi pembaca untuk dengan nyaman mengikuti arahan umum argumen buku ini. Namun mengingat ketidakmungkinan untuk menjelaskan setiap proses yang relevan dari subjek yang kompleks secara rinci – sambil tetap menghibur dan menarik perhatian pembaca – Graham menyertakan banyak saran yang telah diteliti dengan baik untuk dibaca lebih lanjut dan link ke makalah penelitian yang relevan.

“Masalah sulit” yang mana?

Karir Graham yang ditandai dengan perjalanan melintasi berbagai disiplin ilmu termasuk fisika, filsafat dan ekonomi, tercermin dalam struktur bukunya. Perpaduan berbagai bidang mungkin menjadi alasannya Badai Molekuler adalah bacaan yang menarik. Nada yang kuat dari mekanika statistik di sepanjang narasi tidak diragukan lagi berasal dari gelar pertamanya dalam bidang fisika teoretis dari Universitas Cambridge.

Namun Graham juga memanfaatkan latar belakang filsafatnya untuk menjawab teka-teki asal usul kehidupan, dengan berulang kali mengacu pada konsep “otak Boltzmann” – yaitu gagasan bahwa fluktuasi acak materi dapat menimbulkan kesadaran. Dengan nada serupa, ia secara eksplisit meremehkan “masalah kesadaran yang sulit” – yang mempertanyakan bagaimana materi fisik memunculkan pengalaman sadar dan subjektif – dengan mengatakan, “Asal usul kehidupan adalah masalah yang sangat rumit (saya rasa hal ini akan membuktikan lebih sulit daripada apa yang disebut 'masalah sulit' kesadaran).

Badai Molekuler cenderung menarik pembaca pada dua tingkat. Pertama, buku ini dapat dilihat sebagai panduan menarik bagi pembaca yang memiliki minat umum terhadap fisika, dan mengkaji pandangan fisikawan tentang munculnya kehidupan. Pembaca biasa ini dapat menikmati perjalanan tanpa perlu melihat perhitungan matematis yang diuraikan dalam lampiran.

Buku ini adalah contoh yang baik tentang sifat penelitian ilmiah yang bersifat interdisipliner, sesuatu yang sering kali kurang ditekankan dalam program sarjana

Sebagai alternatif, seorang mahasiswa sarjana yang tertarik pada bidang ini akan mendapat manfaat dari mengerjakan perhitungan dan mengikuti penjelasannya. Buku ini juga merupakan contoh yang baik tentang sifat penelitian ilmiah yang bersifat interdisipliner, sesuatu yang sering kali kurang ditekankan dalam program sarjana. Namun, saya akan menyarankan pembaca pelajar untuk memiliki teks lain kecuali mereka sudah memiliki pemahaman konseptual yang baik tentang prinsip-prinsip yang disebutkan.

Memang benar, baik pembaca biasa maupun pelajar akan mendapat manfaat dengan mengacu pada sumber online untuk ilustrasi konsep yang dibahas, karena diagram dalam buku terkadang hanya mewakili konten online.

Tapi seperti kebanyakan orang Dunia Fisika pembaca kemungkinan besar termasuk dalam salah satu kategori ini, saya sangat menyarankan Anda menambahkan Badai Molekuler ke daftar bacaan Anda.

• Springer 2023 291pp £29.99pb £23.99ebuku

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/explaining-the-origin-of-life-with-physics/