生命の起源を物理学で解き明かす – Physics World

<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="嵐を巻き起こす リアム・グラハムの本は、熱力学の法則から生物多様性の起源までの道筋を示しています。 (提供: Shutterstock/ivan_kislitsin)">

地球上の生命の起源を熱力学と統計力学の原理を使って説明できますか?これは、物理学の学生でさえ、より難しい課題で目にする問題ではありません。しかし、それは リアム・グラハム – 物理学者から経済学者に – デビュー作で答えを試みる 分子嵐: 星、細胞、生命の起源の物理学.

全体で モレキュラー・ストーム, グレアムは、読者を熱力学の法則から生物多様性の始まりへ直接導くために、ユーモアを控えめに注入しながら、軽く非公式な口調を使用しています。彼はまず、「分子嵐」における分子の動きの絵を描きます。冒頭の章では、統計力学の主要な教義 (微小状態やブラウン運動など) ともちろん熱力学について読者に説明します。

グラハムは、閉鎖系のエントロピー (無秩序) が増加する運命にあることを明確に説明し、熱機関、モーター、およびそれらのあまり知られていないいとこであるラチェットの動作について詳細に説明しています。ネーターの定理 (保存則と自然界の対称性を関連付ける) や量子重ね合わせなど、他の大ヒット物理学の原理も、説明というよりも承認の形でついでに紹介されます。

グラハムは人生の前提条件の検討を続けます。彼が築き上げた物理学の基礎により、惑星の形成、酵素の作用、細胞の機能に不可欠な生物学的プロセスがすべて、ラチェットと熱エンジンの熱力学的概念の観点からどのように理解できるかを探求できるようになりました。

このセクションは、分子の混合物が分子嵐によってどのように化学平衡に達するかについての、短いながらも明確な寄り道によってサポートされています。読者が、細胞の代謝において中心的な役割を果たす化合物の反応に関する次の数章の長い議論を理解するには、化学への話題の転換が必要です。この本は、有機分子の生成と、熱水噴出孔や池などの新しく形成された地球の環境の鍵となったであろう熱力学についての詳細な議論で終わります。

純粋に物理学を専門とする者として、生物学に重点を置いた章を完全に理解するために他の情報源を参照したくなりました。それでも、読者が本書の議論の一般的な方向性を快適に理解できるように十分な詳細が記載されています。しかし、このような複雑な主題に関連するすべてのプロセスを詳細に説明することは事実上不可能であることを考慮して、それでも読者を楽しませ、注意を引きつけながら、グラハムはさらに読むための十分に研究された提案と、関連する研究論文へのリンクを数多く含んでいます。

どの「難しい問題」ですか？

物理学、哲学、経済学を含むさまざまな分野にわたる旅を特徴とするグレアムのキャリアは、彼の本の構成に反映されています。この異なる分野の融合が理由かもしれません モレキュラー・ストーム とても魅力的な読み物です。物語全体にわたる統計力学の強い基調は、間違いなく、ケンブリッジ大学で理論物理学の最初の学位を取得したことに由来しています。

しかし、グレアムはまた、生命の起源の謎に取り組むために哲学の背景を活用し、「ボルツマン脳」の概念、つまり物質のランダムな変動が意識を生み出す可能性があるという考えに繰り返し言及しています。同様に、彼は、物理的物質がどのようにして意識的かつ主観的な経験を生み出すのかを問う「意識の難しい問題」を明確に格下げし、次のように述べている。意識のいわゆる「難しい問題」よりも難しい）」

モレキュラー・ストーム おそらく 2 つのレベルで読者にアピールするでしょう。第一に、この本は、生命の出現に対する物理学者の見解を考察する、物理学に一般的な関心を持つ読者にとって魅力的なガイドと見なすことができます。このカジュアルな読者は、付録に概説されている数学的計算を参照する必要なく、乗り心地を楽しむことができます。

この本は、学部課程ではあまり重視されない、科学研究の学際的な性質を示す好例です。

あるいは、この分野に興味のある学部生は、計算を進めて説明に従うと有益です。この本は、学部課程ではあまり重視されない、科学研究の学際的な性質を示す良い例でもあります。ただし、学生の読者には、ここで述べた原則を概念的によく理解していない限り、他のテキストを手元に用意しておくことをお勧めします。

実際、本の中の図は単にオンライン コンテンツを表しているだけである場合があるため、一般の読者と学生の両方が、議論されている概念の図解についてオンライン リソースを参照することによって利益を得るでしょう。

しかし、ほとんどの人がそうであるように、 物理学の世界 読者はおそらくこれらのカテゴリのいずれかに該当するでしょう。追加することを強くお勧めします。 モレキュラー・ストーム あなたの読書リストに。

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