Thermodynamik und Biologie
Die klassische Thermodynamik beruht auf dem
Stoffbegriff. Die Vorgänge an und in Stoffen beruhen auf atomaren und
molekularen Vorgängen. Aus diesen werden mit Hilfe statistischer Methoden
die makroskopischen Eigenschaften der Stoffe abgeleitet. Dieser
statistischen Thermodynamik liegt ein Modell der mikrophysikalischen
Zustände zugrunde, nachdem diese Mikrozustände in ihrer Gesamtheit den
wahrscheinlichsten Zustand eines Makrosystems bilden. Unwahrscheinliche
Zustände können nur in offenen Systemen entstehen, die als
Nichtgleichgewichtszustände in der Thermodynamik irreversibler
Prozesse untersucht werden.
Auf der Grundlage von Prozessen, die nach den Gesetzen
der Thermodynamik ablaufen, können nun auch Systeme entstehen, deren
Wechselwirkungen mit anderen thermodynamischen Systemen nicht mehr mit den
Gesetzen der Thermodynamik beschreibbar sind (),
auch wenn sie nicht im Widerspruch zu diesen stehen. Das grundlegend Neue
dieser Prozesse ist die Richtung, in der sie ablaufen. Der zweite
Hauptsatz der Thermodynamik lässt nur eine Richtung thermodynamischer
Prozesse zu, die zur Erhöhung der Entropie. Die komplexen Bläschen
ermöglichen aber auch den entgegen gesetzten Prozess, die Verringerung der
Entropie im lebenden System.
Das wird durch die "Getriebewirkung" ()
der Membran-proteine ermöglicht.
Abbildung 2: Kombiniertes Entropiegetriebe (on mouseover: einfaches
Entropiegetriebe)
Bei entsprechender Kombination
kann es schließlich zu endogenen Aktionen kommen, die auf das agierende
System selbst gerichtet sind und in deren Ergebnis sich das komplexe
Bläschen erhält. Es ist Subjekt geworden
Auch wenn die Begriffe "Subjekt" und "Aktion" aus den Kategorien der
Thermodynamik abgeleitet wurden, reichen diese nicht zu deren Definition
aus. Sie müssen dadurch ergänzt werden, dass der Zustandsgröße "Entropie"
ein Wert zugewiesen wird, den er nach den Gesetzen der Thermodynamik nicht
annehmen darf: Entropie muss abnehmen können. Prozesse, in denen die
Entropie abnimmt, haben für einen Reaktanden einen subjektiven Wert (Ws).
Der subjektive Wert ist eine thermodynamische Zustandsgröße außerhalb der
physikalischen Thermodynamik. Ihre weitere Analyse wird zeigen, dass sie
eine grundlegende Zustandsgröße der Biologie ist.
Man könnte folglich auch sagen, dass die Biologie die Wissenschaft von
thermodynamischen Prozessen ist, die einen subjektiven Wert ≥ 0 haben.
Ein weiterer Grund dafür, dass die Zustandsgrößen der Thermodynamik nicht
auf lebende Systeme zutreffen, liegt in der Individualisierung, die
mit der Herausbildung von endogenen Aktionen verbunden ist. Endogene
Aktionen von Teilchen des thermodynamischen Systems sind eo ipso
Aktionen des einen Teilchens. Der Zustand des einen agierenden Teilchens ist
nicht mehr Teil der Gesamtheit von Mikrozuständen, die den
wahrscheinlichsten Zustand des Gesamtsystems bilden. Es ist ein Teilchen,
das einen unwahrscheinlichen Zustand annimmt. Es gehört eben nicht mehr
dazu.
Infolgedessen sind die Zustandsgrößen lebender Systeme keine statistischen
Werte, die dem einzelnen System nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit
zukommen. Biologische Zustandsgrößen ()
kommen dem Individuum und nur dem Individuum zu.1
Nur so kann es sich als Subjekt realisieren.