엔트로피 | 생명현상과 엔트로피 법칙
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작성자 이준남 작성일12-12-15 04:13 조회6,641회 댓글0건본문
한 생명이 그 생명을 유지해 나아가기 위해서는 계속적인 에너지 공급이 있어야 한다. 그러나 어떤 형태의 에너지 공급이 있을지라도 이로부터 쌓이는 엔트로피는 피해갈 수 없게된다. 에너지가 공급되면 의당히 엔트로피가 쌓이게 된다. 이 말은 생명현상이 있게되면 이로부터 노폐물이 나오게 된다는 말이나 마찬가지이다. 이때 노폐물에 대한 처리가 잘 안되면 그 생명체는 병이 들거나 아니면 생명현상이 끝 날 수밖에는 없게된다. 결국 병이 들게되고 노화현상도 오게 되면서 한 생명체가 죽게되는 것이다.
그러나 더 큰 안목으로 볼 때 이 생명체가 생존하고 있는 주변환경에 쌓인 엔트로피가 그 생명체의 존재를 부인할 정도가 되면, 이런 환경으로부터 벗어나거나 또는 그 생명체에 새로운 변화가 오지 않게 되면 그 생명체는 더 이상 자손을 남길 수 없게되고 결과적으로 그 종(種, species)은 이 세상에서 영원히 없어지게 될 수밖에는 없게 될 것이다. 따라서 큰 주변환경에서 일어나는 변화에 맞추어 내 자신을 변화시켜 나아갈 수 있는 생명체만 살아남게 된다. 이를 두고 적자생존이라고 설명하면서 진화라는 설명이 있게된 것이다.
즉, 진화는 엔트로피라는 개념을 도입할 때 과학적인 뒷받침이 되면서 하나의 정착된 과학으로 될 때 아무런 이론이 있을 수 없게된다. 해롤드 불름(Harold Bloom)은 시간의 화살 그리고 진화 (Time`s Arrow and Evolution)라는 저서를 통해서, 한 생명체 안에 발생한 작은 엔트로피와 커다란 우주적인 엔트로피의 증가가 합쳐진 것이라고 진화를 설명하고 있을 정도이다.
즉, 진화는 엔트로피라는 개념을 도입할 때 과학적인 뒷받침이 되면서 하나의 정착된 과학으로 될 때 아무런 이론이 있을 수 없게된다. 해롤드 불름(Harold Bloom)은 시간의 화살 그리고 진화 (Time`s Arrow and Evolution)라는 저서를 통해서, 한 생명체 안에 발생한 작은 엔트로피와 커다란 우주적인 엔트로피의 증가가 합쳐진 것이라고 진화를 설명하고 있을 정도이다.
살아있는 생명체는 어느 선까지는 주변환경으로부터 에너지를 흡수해가면서 살아가는데, 이때 어느 정도까지는 쌓여 가는 엔트로피의 방향과 역류하면서 살아갈 수 있게된다. 이것이 바로 생명현상이다.
지구상의 모든 생물들의 최종적인 에너지원은 태양이 된다. 모든 동물은 물론 식물 그리고 미생물들도 직접 또는 간접적으로 태양으로부터의 에너지를 받아먹으면서 살아가고 있는 것이다. 이 현상을 노벨상 수상 물리학자인 어윈 슈러딩거(Erwin Schrodinger)는 다음과 같이 말했다. 하나의 생명체는 주변환경으로부터 음성적인 엔트로피(negative entropy)를 빨아들여 질서를 잡아가고 있다. 이 말은 생명체는 외부로부터의 에너지를 받아들여야 그 정상상태(steady state)를 이루어 갈 수 있다는 말과 같은 뜻을 갖고있다. 따라서 한 생명체가 죽게되면 그 동안 쌓여 온 엔트로피가 외부로 발산되는 과정을 겪게된다. 몸이 분해되면서 다시 자연으로 돌아가게 되는 것이다.
생명현상과 엔트로피를 설명하는 예로 먹이사슬을 들 수 있다. 먹이사슬은 위로 올라 갈수록 엔트로피가 더 쌓이게 된다. 먹이사슬 중 낮은 위치에 있는 생명체일수록 쌓여있는 엔트로피의 양이 적다. 그러나 먹이사슬 중 높게 있는 생명체들은 낮은 먹이사슬들을 잡아서 먹어야 살게되는데, 이는 결국 낮은 먹이사슬의 생명체가 그 생명현상을 유지하면서 쓰고 남아 축적된 에너지인 몸체를 먹게되는 것이다. 따라서 높은 먹이사슬의 생명체들은 훨씬 더 많이 축적된 에너지(낮은 엔트로피)를 소비하게 되는 것이다.
생명현상과 엔트로피를 설명하는 예로 먹이사슬을 들 수 있다. 먹이사슬은 위로 올라 갈수록 엔트로피가 더 쌓이게 된다. 먹이사슬 중 낮은 위치에 있는 생명체일수록 쌓여있는 엔트로피의 양이 적다. 그러나 먹이사슬 중 높게 있는 생명체들은 낮은 먹이사슬들을 잡아서 먹어야 살게되는데, 이는 결국 낮은 먹이사슬의 생명체가 그 생명현상을 유지하면서 쓰고 남아 축적된 에너지인 몸체를 먹게되는 것이다. 따라서 높은 먹이사슬의 생명체들은 훨씬 더 많이 축적된 에너지(낮은 엔트로피)를 소비하게 되는 것이다.
이 내용을 다르게 표현한다면, 생명체를 유지하기 위해서는 축적된 혼란(chaos, 에너지의 흐트러짐, 생명을 잃은)을 섭취해야 한다는 이해가 가능하며, 이 말은 더 큰 에너지(따라서 낮은 엔트로피)를 소비하게 되는 결과를 가져오게 되는 것이다. 따라서 하등 동물이나 식물은 엔트로피가 높은(따라서 쓸 수 있는 에너지가 낮은) 환경 속에서도 쉽게 살아갈 수 있는 반면에 고등 동물이나 식물은 엔트로피가 낮은(따라서 쓸 수 있는 에너지가 높은) 환경이 필요하게 된다.
모든 생명체들은 주어진 환경과 상태에 맞는 효과적인 에너지에 대한 흡수 동화 및 분포체계를 갖고 있다. 생명을 유지하기 위해서는 흡수한 에너지를 가장 효과적으로 처리해야 경제적인 것이다. 그런데 주어진 환경 속에서 같이 살아 가야하는 다른 종류의 생명체들과 경쟁을 벌려야 하는 경우가 필연적으로 생기게된다. 이런 변화에 잘 적응할 수 있는 능력을 갖고있는 생명체는 계속해서 살아남을 수 있게되겠지만, 이런 변화에 잘 적응하지 못하는 생명체는 도태 당하게 될 가능성이 늘어나게 된다. 주어진 에너지를 얼마나 잘 쓸 수 있는지 여부가 한 생명체의 번영과 도태의 분기점이 되는 것이다.
식물들에게 있는 뿌리와 잎을 통한 영양분 섭취 및 동화라는 효과적인 장치가 있고, 동물들에게 있는 냄새, 시각, 청각, 미각, 촉각 등을 통한 모든 감각기관들은 외부로부터의 에너지를 가장 효과적으로 분별해서 흡수하기 위한 장치들이라고 할 수 있다.
모든 생명체들은 주어진 환경과 상태에 맞는 효과적인 에너지에 대한 흡수 동화 및 분포체계를 갖고 있다. 생명을 유지하기 위해서는 흡수한 에너지를 가장 효과적으로 처리해야 경제적인 것이다. 그런데 주어진 환경 속에서 같이 살아 가야하는 다른 종류의 생명체들과 경쟁을 벌려야 하는 경우가 필연적으로 생기게된다. 이런 변화에 잘 적응할 수 있는 능력을 갖고있는 생명체는 계속해서 살아남을 수 있게되겠지만, 이런 변화에 잘 적응하지 못하는 생명체는 도태 당하게 될 가능성이 늘어나게 된다. 주어진 에너지를 얼마나 잘 쓸 수 있는지 여부가 한 생명체의 번영과 도태의 분기점이 되는 것이다.
식물들에게 있는 뿌리와 잎을 통한 영양분 섭취 및 동화라는 효과적인 장치가 있고, 동물들에게 있는 냄새, 시각, 청각, 미각, 촉각 등을 통한 모든 감각기관들은 외부로부터의 에너지를 가장 효과적으로 분별해서 흡수하기 위한 장치들이라고 할 수 있다.
주어진 환경으로부터 얼마나 잘 에너지를 얻을 수 있고 또한 쌓이는 엔트로피를 얼마나 효과적으로 방출할 수 있는지의 여부에 따라서 한 생명체가 번영하고 또 도태 당하게 되는지의 여부가 갈라지게 되는 것이다.
이런 전제 아래 인간은 과연 어떤 환경 속에서 어떤 에너지 분포체계를 갖고있는지에 대한 궁금증이 나지 않을 수 없다.
인간은 이제 자연 그대로를 상대해서 살아가는 생명체이기보다는 집약된 에너지를 쓰면서 살아가는 생활을 한다고 볼 수 있다. 이런 현상은 점점 더 심화되고 있는 중이다. 도시에 살고있는 사람들을 생각해보면 된다. 도시에는 최소한의 자연만 있고 대부분은 인공적인 구조물로 꽉 차있다. 그런데 이 구조물들을 보면, 거의가 다 집약된 에너지를 쓰기 위한 목적으로 만들어져있다. 고대인들의 생활구조와 비교해 볼 때 많은 차이가 있다.
고대인들은 집약된 에너지를 필요로 하지 않았기 때문에 가장 기본적이고 열악한 환경 아래에서도 살아갈 수 있었다. 그러나 집약된 에너지를 필요로 하는 현대인들은 집약된 에너지가 있는 도시로 몰리게 되었고, 고대인들이 살던 열악한 환경에서는 살아남을 수 없는 생활양식에 익숙한 생활을 해 오고있는 중이다.
현대인들의 생활양식을 보면, 집약된 에너지로부터 나오게 되는 필연적인 엔트로피의 축적(쓰레기와 환경오염)으로부터 벗어날 길이 전혀 없어 보인다. 현대인들에게 많이 발생하는 각종 퇴행성 성인병들은 거의 모두 이런 생활양식으로부터 온다고 보아도 될 것이다. 여기에 심각한 문제가 있는 것이다.
인류의 집약된 에너지가 패턴이 된 생활양식은 이제 200년 정도밖에는 되지 않았다. 그 전에 있었던 생활양식과는 완전히 틀린 생활양식을 갖게된 것이다. 그러나 인간의 몸 구조 자체는 아직도 옛날 그대로인 것이다. 아직도 낮은 에너지 상태에서 살아오던 유전인자와 모든 몸의 구조와 기능이 옛날과 마찬가지이기 때문에 인간 몸의 구조와 기능으로는 집약된 에너지 아래의 생활양식과는 잘 안 맞아가고 있는 것이다.
이런 전제 아래 인간은 과연 어떤 환경 속에서 어떤 에너지 분포체계를 갖고있는지에 대한 궁금증이 나지 않을 수 없다.
인간은 이제 자연 그대로를 상대해서 살아가는 생명체이기보다는 집약된 에너지를 쓰면서 살아가는 생활을 한다고 볼 수 있다. 이런 현상은 점점 더 심화되고 있는 중이다. 도시에 살고있는 사람들을 생각해보면 된다. 도시에는 최소한의 자연만 있고 대부분은 인공적인 구조물로 꽉 차있다. 그런데 이 구조물들을 보면, 거의가 다 집약된 에너지를 쓰기 위한 목적으로 만들어져있다. 고대인들의 생활구조와 비교해 볼 때 많은 차이가 있다.
고대인들은 집약된 에너지를 필요로 하지 않았기 때문에 가장 기본적이고 열악한 환경 아래에서도 살아갈 수 있었다. 그러나 집약된 에너지를 필요로 하는 현대인들은 집약된 에너지가 있는 도시로 몰리게 되었고, 고대인들이 살던 열악한 환경에서는 살아남을 수 없는 생활양식에 익숙한 생활을 해 오고있는 중이다.
현대인들의 생활양식을 보면, 집약된 에너지로부터 나오게 되는 필연적인 엔트로피의 축적(쓰레기와 환경오염)으로부터 벗어날 길이 전혀 없어 보인다. 현대인들에게 많이 발생하는 각종 퇴행성 성인병들은 거의 모두 이런 생활양식으로부터 온다고 보아도 될 것이다. 여기에 심각한 문제가 있는 것이다.
인류의 집약된 에너지가 패턴이 된 생활양식은 이제 200년 정도밖에는 되지 않았다. 그 전에 있었던 생활양식과는 완전히 틀린 생활양식을 갖게된 것이다. 그러나 인간의 몸 구조 자체는 아직도 옛날 그대로인 것이다. 아직도 낮은 에너지 상태에서 살아오던 유전인자와 모든 몸의 구조와 기능이 옛날과 마찬가지이기 때문에 인간 몸의 구조와 기능으로는 집약된 에너지 아래의 생활양식과는 잘 안 맞아가고 있는 것이다.
현대인들의 이런 심각한 문제는 시작된지 얼마되지 않았지만 이미 이런 편안한 생활에 익숙해져 있고 또한 한창 진행되어 있는 상태를 바꿀만한 안목과 의지가 전혀 없기 때문에 앞으로 이런 심각한 문제가 얼마나 있으면 그 끝이 날 것인지에 대하여는 아무도 모른다.
현대문명과 이 속에서 살고있는 현대인들은 다만 눈을 가리고 있으면서, 끝이란 있을 수 없다는 태도로 살아가고 있을 뿐이다.
옛날식 농사를 지어서 에너지 공급을 받던 시기에는 1 칼로리의 인간 노동량으로 10칼로리의 식물수확을 얻었다고 한다. 그러나 현대 농법을 써서 농사를 짓는 경우에는 1칼로리의 식물을 얻기 위해서는 10칼로리의 에너지가 소용된다고 한다. 트랙터에 들어가는 중유, 석유로부터 오는 비료, 살충제 및 곰팡이 약 등을 계산해야 하고, 산출된 식물을 운송해서 식품가공 공장으로 보내게 되면, 여기서도 전기라는 에너지를 써서 식품에 대한 각종 가공을 하게된다.
식품가공 과정 중 포장이 아주 중요한 단계인데 여기에도 에너지가 들어가야 한다. 다음에는 또 다시 운송과정을 거쳐 창고에 보관되었다가 도매 및 소매점으로 또 다시 옮겨가야 하는 등 현대 농 법과 식품유통과정은 에너지가 집약적으로 들어가게 되어있다.
100 배 이상 차이가 나는 저 엔트로피 농법으로부터 고 엔트로피 농법으로 변한 세계에서 살아가고 있는 현대인들인 것이다.
옛날식 농사를 지어서 에너지 공급을 받던 시기에는 1 칼로리의 인간 노동량으로 10칼로리의 식물수확을 얻었다고 한다. 그러나 현대 농법을 써서 농사를 짓는 경우에는 1칼로리의 식물을 얻기 위해서는 10칼로리의 에너지가 소용된다고 한다. 트랙터에 들어가는 중유, 석유로부터 오는 비료, 살충제 및 곰팡이 약 등을 계산해야 하고, 산출된 식물을 운송해서 식품가공 공장으로 보내게 되면, 여기서도 전기라는 에너지를 써서 식품에 대한 각종 가공을 하게된다.
식품가공 과정 중 포장이 아주 중요한 단계인데 여기에도 에너지가 들어가야 한다. 다음에는 또 다시 운송과정을 거쳐 창고에 보관되었다가 도매 및 소매점으로 또 다시 옮겨가야 하는 등 현대 농 법과 식품유통과정은 에너지가 집약적으로 들어가게 되어있다.
100 배 이상 차이가 나는 저 엔트로피 농법으로부터 고 엔트로피 농법으로 변한 세계에서 살아가고 있는 현대인들인 것이다.
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