İlk hücre oluşurken entropi'ye nasıl dayanabildi?

"Kapalı bir sistemin entropisi (düzensizliği) asla azalamaz; her zaman artmak zorundadır." Bunu anlamak için, entropinin sadece düzensizlik olarak düşünülmemesi gerektiğinin anlaşılması şarttır. Entropi, enerji söz konusu olduğunda bir tür "kullanılamaz enerji" anlamına gelmektedir. Yani sistemler varlıklarını sürdürdükleri müddetçe, kullanılamaz halde olan enerjileri, yani entropileri giderek artar. Bu oldukça mantıklıdır da. Tıpkı kullanılan bir yakıtın zamanla tükenmesi gibi, sistemlerin enerjisi de zamanla azalmaktadır.

Bu argümanın en temel hatası, yaşamın kapalı bir sistem olarak yorumlanamayacak olmasıdır. Yaşam, bütün ihtişamı ve içeriğiyle açık bir sistemdir. Güneş Sistemi dahilinde, en temel enerji kaynağı olan Güneş'in varlığı, Dünya'daki neredeyse hiçbir noktanın ideal bir kapalı sistem olamayacağını gösterir ve her zaman açık bir sistem olarak değerlendirilmesi gerekir. Bunun en basit göstergesi şudur: bir bitki tohumu içerisindeki kullanılabilir enerji miktarı, o tohumdan gelişen bitkideki kullanılabilir enerji miktarına göre çok daha düşüktür. Yani bitki, tohumundan büyüdükçe, kullanılabilir enerji miktarı da giderek artar. Bu durumda, domateslerin varlığı Termodinamiğin İkinci Yasası ile çelişmekte midir? Elbette hayır. Çünkü bir canlı türü, açık bir sistemdir ve etraftan enerji alarak düzensizlik artışına geçici olarak karşı koyabilir. Ancak burada anahtar kelime, geçici sözcüğüdür. Evrenin dokusundan ötürü, etrafımızdaki tüm varlık ve sistemler geçicidir. Bunların bazılarının düzensizliklerini, geçici olarak, dışarıdan enerji uygulayarak azaltmak mümkündür. Ancak nihayetinde, gerekirse katrilyonlarca yıl geçtikten sonra, evrenin bütünüyle birlikte düzensizliğe mahkum olacaklardır, ikinci yasanın söylediği budur.

Bunu şöyle de anlayabilirsiniz: masanın üzerinden yere düşen bardağı hatırlayınız. Hiçbir bardağın yerdeki parçalarının birleşerek bütün haline dönüşmeyeceğini biliriz. Çünkü bunu sağlayabilecek doğal bir kuvvet yoktur. Ancak örneğin bir insan, gerekli enerjiyi bardak parçalarına vererek (yani iş yaparak), parçalanmış bir bardağı birleştirip, eski haline yakın bir forma döndürebilir. Benzer bir şekilde, kırılmış bardak parçalarını eritip yeniden, birebir aynı bardağı elde edebiliriz. Ancak tüm bunlarda kritik olan nokta, bardağın bu durumda kapalı bir sistem olmaması, dışarıdan iş, enerji ve kütle alabiliyor olmasıdır. Doğaya baktığımızda, biyokimyasal moleküller üzerinde iş yaparak daha karmaşık yapılara erişmelerini sağlayan sayısız kuvvet ve tepkime görürüz. Tıpkı insanın iş yaparak düzensizliği geçici olarak azaltabilmesi veya artışı durdurabilmesi gibi, doğa da karmaşık yapıları geçici olarak üretebilir.

Canlılık bunun tek örneği değildir, doğada, tıpkı galaksiler ve sistemler gibi, düzensizlikten düzenin oluştuğu birçok doğal süreç vardır: kar taneleri, kum tepeleri, hortumlar, sarkıt ve dikitler, kademeli nehir yatakları, yıldırımlar ve daha nicesi, kaotik ve düzensiz yapıların, düzenli yapılara dönüşümü ile oluşmaktadır.

Bu noktada, evrimin aslında ikinci yasa ile ne kadar uyumlu olduğunu bir örnekle görebiliriz: evrim, hiçbir zaman bir anda devasa değişimleri öngörmez, böyle bir değişimin var olamayacağını söyler. Örneğin iki bacaklı bir canlı, bir anda dört bacaklı bir canlıya dönüşmez. Bir dinozor, bir anda kanatlar oluşturarak uçmaya başlamaz. Evrim, devasa yapıdaki canlıların içerisindeki ufacık atomlardan oluşan moleküllerdeki ufacık değişimlerin, nesiller içerisinde ufak ufak birikimiyle olur. Bunun hiçbir noktasında, düzensizliği ciddi bir biçimde etkileyecek bir sıçrama yoktur. Evrim, popülasyon içerisindeki genlerin dağılım sıklıklarındaki değişimdir. Evrimi, düzensiz yapıların düzenli yapılara dönüşümü olarak tanımlamak, oldukça indirgeyici ve gerçek dışı bir tanım olacaktır. Evrimde illa daha karmaşık yapıların evrimleşmesi şart değildir. Önemli olan, var olan varyasyonların, var olan çevre koşullarına göre hayatta kalması veya elenmesi, böylece kendini tanımlayan genleri daha fazla aktarması veya aktaramamasıdır.