آیا قانون دوم ترمودینامیک با نظریۀ تکامل در تناقض است؟! (قسمت اول)

نظریۀ تکامل، یک نظریۀ علمی ثابت‌شده است که با شواهد و دلایل فراوان مورد تأیید قرار گرفته است؛ و این نظریه توسط دانشمندان زیست‌شناسی که در دانشگاه‌های معتبر دنیا حضور دارند پذیرفته شده است و جایی برای هیچ‌گونه شک و شبهه‌ای باقی نگذاشته است؛ لیکن برخی از مردم از باب تعصب یا فهم نادرست این نظریه، به مطرح‌کردن اشکالات می‌پردازند. همواره توسط بسیاری از مردم این ادعا مطرح می‌شود که ‌فرگشت با قانون دوم ترمودینامیک در تناقض است‌.

آن‌ها بر این باورند که پدیدۀ فرگشت با استناد به قانون دوم ترمودینامیک، از نظر فیزیکی «غیرممکن» و محال است. دلیل اصلی این امر، برداشت اشتباه از نظریه تکامل نیست، بلکه برداشت نادرست از قانون دوم ترمودینامیک است. فرگشت با هیچ‌یک از قوانینی که تا به امروز در علم فیزیک مطرح شده در تناقض نیست. تناقض فرگشت با قانون دوم ترمودینامیک یکی از پیش‌پاافتاده‌ترین بدفهمی‌های رایج در لیست ادله مخالفان برای اثبات نادرستی فرگشت است؛ که پاسخ بسیار ساده‌ای دارد.

قبل از پاسخ به این شبهه به مقدمه‌ای کوتاه دربارۀ قانون دوم ترمودینامیک و تعریف انتروپی و انواع سیستم‌های فیزیکی می‌پردازیم:

قانون دوم ترمودینامیک متضمن این مفهوم است که یک فرایند فقط در یک جهت معین پیش می‌رود و در جهت خلاف آن قابل وقوع نیست. ترمودینامیک به مطالعه درباره انرژی، تبدیل انرژی به حالت‌های گوناگون و توانایی انرژی برای انجام کار می‌پردازد. قانون دوم ترمودینامیک منجر به ابداع مفهوم مجردی به نام انتروپی (Entropy) شد.

مفهوم انتروپی:

(Entropy) کَمّیتی ترمودینامیکی است که اندازه‌ای برای درجۀ بی‌نظمی در هر سیستم را نشان می‌دهد. به‌عبارتی‌دیگر، انتروپی یک معیار اندازه‌گیری بی‌نظمی در یک سیستم بسته است؛ و قانون دوم ترمودینامیک می‌گوید که هر‌چه انرژی قابل‌استفاده در سیستم از دست برود، بی‌نظمی و جابه‌جایی افزایش می‌یابد و این پیشرفت به سمت بی‌نظمی، هرگز توانایی معکوس‌شدن ندارد.

در یک سیستم فیزیکی که یک مادۀ گرم و یک مادۀ سرد وجود دارد، گرما به‌صورت طبیعی از مادۀ گرم به مادۀ سرد جاری خواهد شد. این اصل که قانون دوم ترمودینامیک نام دارد، می‌تواند بر اساس انتروپی توضیح داده شود. هنگامی‌که ماده‌ای گرم می‌شود، انتروپی آن افزایش می‌یابد، زیرا حرکت مولکول‌های آن افزایش می‌یابد و حالت تصادفی بیشتری پیدا می‌کند. گرما به‌صورت طبیعی از جسم گرم‌تر به جسم سرد‌تر جاری می‌شود، زیرا که گرم‌شدن جسم سرد‌تر انتروپی کلی سیستم را افزایش می‌دهد.

ازآنجاکه انتروپی کمیتی ترمودینامیکی است که اندازه‌ای برای درجه بی‌نظمی در هر سیستم می‌باشد، انواع سیستم‌ها را بررسی کنیم.

سیستم باز:

سيستمی است كه بتواند با دنيای محیط خود هم انرژی و هم ماده مبادله كند. مقداری آب كه در یک بالن درباز بر روي يك شعله در حال جوشيدن است يك سيستم باز شمرده می‌شود.

سیستم بسته:

سیستمی است كه امكان مبادلۀ ماده ميان آن و محیط فراهم نيست؛ اما انتقال انرژی از سيستم به محیط و به‌عکس ممكن است؛ آب و بخار موجود در ظرف داخل حمام بسته، يك سيستم بسته است؛ زیرا آب و بخار آن می‌تواند از دنيای اطرافش انرژی بگيرد و يا به آن پس بدهد.

سیستم ایزوله (منزوی):

سيستمی است كه با محیط هيچ برهم‌كنشی نداشته باشد؛ به‌بیان‌دیگر، يك سيستم منزوی، آن است كه با محیط نه انرژی مبادله كند و نه ماده را.

و به‌طور کلی سیستم باز، سیستمی است كه با محیط خود مرتبط است. با محیط خود ماده، انرژی یا اطلاعات مبادله می‌کند؛ یعنی، با محیط خود کنش و واکنش متقابل دارد؛ مثلاً مدرسه، پارک، زمین سیستم باز هستند.

حال به بررسی انتروپی در جهان و کره زمین و رابطه آن با تکامل حیات می‌پردازیم. این ادعا که تکامل (فرگشت) با قانون دوم ترمودینامیک در تناقض است همواره توسط برخی از عوام مطرح می‌شود. آن‌ها بر این باورند که پدیدۀ تکامل با استناد به قانون دوم ترمودینامیک، از نظر فیزیکی «غیرممکن» و محال است. تناقض فرگشت با قانون دوم ترمودینامیک یکی از پیش‌پاافتاده‌ترین بدفهمی‌های رایج در لیست ادلۀ مخالفان برای اثبات نادرستی تکامل است؛ که پاسخ بسیار ساده‌ای دارد.

احمدالحسن، نویسنده کتاب توهم بی‌خدایی، می‌نویسند:

«در حقیقت دکتر هنری موريس اولين کسی است که این اشکال را مطرح نموده است. وی بیان می‌دارد: قانون دوم ترمودینامیک می‌گوید همه‌چیز به سمت آشفتگی و بی‌نظمی میل می‌کند؛ که فرایند تکامل را غیرممکن می‌سازد.
The second law of thermodynamics says that everything tends toward disorder, making evolutionary development impossible.
برخی مسیحیان متدین در آمریکا و اروپا این مطلب را برای رد نظریۀ تکامل دستاویز قرار دادند و برخی اعراب نیز پس از ترجمه‌های خود، همین مسیر را پیمودند.
اما باید توجه داشت که در تعریفی ساده، طبق قانون دوم ترمودینامیک «انتروپی در سیستم‌های بسته، همواره با گذر زمان، تمایل به زیاد‌شدن دارد». نکته‌ای که به آن توجه نمی‌کنند، این است که این قانون تنها در سیستم‌های بسته صادق است و این در حالی است که جهان و کرۀ زمین دارای سیستم‌های باز هستند، نه بسته؛ پس در نتیجه اساساً قانون دوم ترمودینامیک بر زمین و حیات زمینی صدق نمی‌کند».

احمدالحسن در ادامه می‌نویسند:

«به‌هرحال، این اِشکال، یک اِشکال بی‌اهمیت و ناقص محسوب می‌شود و از دیدگاه علمی نیز نادرست است. هرچند در بخش‌های بعدی این کتاب اشاره خواهد شد که نتیجۀ مشاهدات و بررسی‌ها ـ‌که علم نیز آن را پذیرفته و به‌ویژه اکنون تأیید کرده است‌ـ آن‌ است که جهان مسطح و باز بوده و به‌سرعت در حال گسترش است؛ ولی کوتاه می‌آییم و همراه این افراد، فرض می‌کنیم عالم جسمانی، سیستمی بسته باشد و قانون دوم ترمودینامیک بر آن صدق ‌کند. ازآنجاکه در یک سیستم بسته، انتروپی نمی‌تواند رو به کاهش باشد و با فرض اینکه انتروپی در هستی در حال افزایش است، این به آن معنا نیست که تمام اجزای موجود در هستی در این مسیر یعنی افزایش انتروپی حرکت می‌کنند؛ چراکه هیچ مانعی وجود ندارد که بخش‌هایی از هستی (سیستم بسته، طبق فرض) مانند زمین، روزی روزگاری به سمت ساخت‌یافتگی و نظم بیشتر حرکت کند؛ هرچند که بخش‌های دیگر آن به سمت افزایش انتروپی گام برمی‌دارد.

مهم این است که سیستم به‌عنوان یک مجموعۀ کامل، قانون دوم ترمودینامیک را نقض نمی‌کند. از اینجا معلوم می‌شود اِشکالی که بر زمین گرفته شده، منطقی نبوده است و از درک سطحی قانون دوم ترمودینامیک سرچشمه می‌گیرد.

این در حالی است که ما می‌دانیم زمین به‌خودیِ‌خود یک سیستم بسته نیست؛ زیرا بیش از یک سیستم برای تبادل انرژی در زمین و با زمین وجود دارد. خورشید به زمین گرما و نور می‌بخشد. بخش‌های زمین نیز پی‌درپی با شب و روز مواجه می‌شوند و این‌ها زمین را به سامانه‌های مختلفی تقسیم می‌کنند که در آن تبادل انرژی به‌صورت متغیر و دائمی در حال رخ‌دادن است؛ چراکه زمین دارای چندین سیستم است و سیستمی یکتا نیست. درون زمین که شامل ماگما می‌باشد، داغ است؛ بنابراین بین درون زمین با پوسته و جو آن، یک سری عملیات تبادل انرژی به‌صورت بی‌قاعده جریان دارد. فضای اطراف زمین نیز خود یک سیستم است و بین آن و زمین، تبادل انرژی برقرار می‌باشد. ماه نیز با جاذبه‌اش بر زمین اثر می‌گذارد؛ البته تأثیرات ماه بر زمین با زمان تغییر می‌کند، زیرا ماه به‌طور مداوم در حال دور شدن است».

ادامه دارد…