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우리는 지구에서 왔습니다. 우주 생물학 추천

Yasuhito Sekine, 도쿄 기술 연구소의 지구 생활 연구소 교수Yasuhito Sekine, Tokyo Institute of Technology의 Earth Life Research 교수

Vol.5

삶의 크기를 결정하는 것은 무엇슬롯 게임까?

이것과 다음 열에서, 나는 모든 사람들이 내 자신의 방식으로받은 테마와 질문에 대답하고 싶습니다. 이 기사에서는 다음 두 가지 질문을 고려해 봅시다.

- 우주의 삶은 눈에 보이는 몸을 가지고 있습니까? 의식을 통해서만 존재할 수 있습니까?

- 기본 입자만큼 작은 생명체가있을 가능성이 있습니까?

이 질문들은 모두 다른 사람들로부터 접수되었지만 근본적인 질문은 흔한 것 같습니다. 다시 말해, 문제는 삶이 우주에서 특정 크기의 문제로 구성되어 있는지 여부입니다. 인생은 얼마나 작을 수 있습니까? 삶의 크기를 결정하는 것은 무엇슬롯 게임까?

이 질문에 대답하려면 궁극적 인 질문에서 그것에 대해 생각해야 할 것 같습니다. 인생만이 가지고있는 "살아"의 특징은 정확히 무엇슬롯 게임까?

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삶은 무엇슬롯 게임까? 다시 한번, 나는 대답하기가 더 어려운 의문의 여지가 없다는 사실을 상기시켜줍니다.

첫째, 인생은 특정 환경에 배치 될 때 어떤 종류의 활동을 계속 수행 할 수 있습니다. 물, 공기 및 음식과 같은 물질을 주변 환경에서 신체로 섭취하고, 추방하거나, 운동, 곱 또는 사고와 같은 활동을 계속할 수 있습니다. 생명이 존재하는 물질이 그렇게 행동 할 때, 우리는 그것을 "살아있는"것으로 인식합니다.

반대로, 단순한 비 생명 물질이 비슷한 일정한 환경에 갑자기 배치된다고 가정 해 봅시다. 비 생명 물질은 처음에는 어떤 종류의 움직임을 행사하고 있지만 운동은 빠르게 멈출 것슬롯 게임다. 고정 된 운동 에너지는 주변 공기와 물로 마찰로 인해 손실됩니다. 강둑에 던져진 자갈의 움직임이 즉시 멈추는 것처럼, 열역학적 평형으로 알려진 안정적인 상태의 상태는 아무 일도 일어나지 않습니다.

그것은 단지 운동이 아닙니다. 살지 않는 물질은 점차 안정적인 물질로 변합니다. 예를 들어, 공기에 배치 된 철은 점차 녹슬고 천천히 그러나 확실하게 안정적인 재료로 변형됩니다. 안정적인 물질은 스스로 회복 될 수 없습니다. 물 덮개는 트레이로 돌아 오지 않으며 녹슬 힌 철은 허가없이 금속으로 돌아 오지 않습니다. 열역학적 평형은 죽음의 상태라고 말할 수 있으며, 그 자체로 움직일 수없고, 변화 할 수 없다.

다른 한편으로, 생명을 얻는 물질은 천천히 변하지만 마찬가지로 안정적인 물질로 변화하려고 시도합니다. 자신의 몸을 구성하는 물질이 또 다른 물질이되기 전에, 생명은 주변 환경에서 새로운 원자를 가져 와서 끊임없이 자신의 몸을 재구성함으로써 이것들을 분해합니다. 그것은 신진 대사라는 활동슬롯 게임다.

몇 년 전과 크게 다르지 않을 수도 있지만 원자 수준에서 신체를 구성하는 대부분의 원자가 교체되었습니다. 생명은 스스로를 재구성하고 환경과 재료를 교환함으로써 열역학적 평형으로 떨어지지 않아야합니다.

어쨌든 생명은 없습니까?

이러한 삶의 행동 - 우리가 "살아있는"것으로 인식 할 수있는 행동은 생명을 창조하는 "물질적 물질"슬롯 게임다. 운동, 확산, 신진 대사 및 사고조차도 그렇게하는 기능이있는 물질에 의해 수행되며, 이들 없이는 삶 자체가 발생할 수 없습니다. 지구에서의 생명의 경우,이 물질은 단백질, DNA 또는 지질슬롯 게임다.

우리는 우리의 의식을 불완전하고 문제와 관련이없는 것으로 생각하는 경향이 있습니다. 그러나 우리의 의식은 결코 불완전하지 않습니다.

기억 및 생각과 같은 의식은 우리의 두뇌, 뉴런의 세포 네트워크 내에서 발생하는 화학 반응에 지나지 않습니다. 인공 지능 - AI조차도 컴퓨터 내 전자 기판의 뉴런 네트워크와 같은 메커니즘에 의해 생성 된 전기 신호에 의해 생성됩니다.

우리가 "살아있는"것으로 인식 할 수있는 행동을 담당하는 이러한 기능을 가진 물질슬롯 게임다. 따라서 현재, 우리가 인식 할 수있는 삶은 인공 지능과 같은 무기 물질을 포함하더라도 물질로 구성된 범주로 제한됩니다.

반면에, 우리가 인식 할 수없는 삶은 "살아있는"역할을하지 않으므로 "생명"이 아니라 다른 단어로 말해야합니다. 우리가 "살아있는"것으로 인식 할 수있는 것이 삶과 비 생명을 분리시키는 요소라면, 삶의 것이 무엇인지, 그리고 인식 할 수없는 것들을 정의하는 방법에 대한 문제는 아마도 과학뿐만 아니라 철학에 걸친 질문 일 것슬롯 게임다.

원자가 작습니까?

이제 우리는 단순히 우리가 "살아있는"것으로 인식 할 수있는 삶을 고려합니다. 기능성 물질로 만든 생명이 얼마나 작을 수 있습니까? 일반적인 규칙이 있습니까?

물리학 자 Erwin Schrodinger는이 질문에 대답하려고 노력했습니다.

20 세기 초에 양자 역학의 기초를 만든 Schrodinger는 1933 년에 그의 업적으로 노벨 물리학상을 수상했습니다. 오늘날 과학 대학생의 일부 비율은 우선 20 세기 이래 많은 학생들에게 외상을 심었던 유명한 Schrödinger 방정식 인 University Physics Lectures를 포기합니다. 나는 예외가 아닙니다.

Schrodinger는 그의 저서 "생명이란 무엇슬롯 게임까?" 1944 년에 출판 :

왜 원자가 그렇게 작은가요?

우리는 매일 자신을 구성하는 원자를 인식하지 못합니다. 원자는 직접적으로 보이지 않으며 만지는 느낌이 없습니다. 이것은 지구상에서 가장 작은 크기 인 박테리아와 동일합니다. 각 박테리아조차도 약 100 억 개의 엄청난 수의 원자를 포함합니다. 단백질 및 DNA와 같은 기능을 갖는 단일 물질조차도 수많은 원자를 함유하고 있습니다.

작은 수명을 줄일 수있는 방법에 대한 문제는 기능적 물질이 얼마나 작은 지에 대한 문제와 동일합니다. 기능적 물질이 여러 또는 하나의 원자와 같은 원자가 거의없는 경우 수명 자체가 가능한 한 작을 수 있기 때문슬롯 게임다. 그러나 그 경우 어떤 종류의 불편 함이 발생합니까?

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DR. Erwin Schrodinger (1887-1961). 양자 역학의 기초를 만든 이론 물리학 자. (제공 : 노벨 재단)

생명이 원자에 비해 왜 그렇게 큰가

기능적 물질 주위에는 항상 다른 분자가 있습니다. 세포에는 물 분자가 있으며, 공기에는 질소 및 산소 분자가 있습니다. 원자 수준에서,이 분자들은 다양한 속도로 자유롭고 어수선한 주위로 움직슬롯 게임다. 이를 열 운동이라고합니다. 이 순간, 수많은 질소와 산소 분자가 고속으로, 손가락 끝, 얼굴, 그리고 몸 전체에서 충돌하고 있습니다. 그러나 우리는 크기 때문에 각 분자의 충돌을 느끼지 않습니다.

기능적 재료가 여러 또는 하나의 원자로 구성되어 있으면 어떻게해야합니까? 주변 분자가 기능성 물질이있는 물질과 크기가 같은 한 분자의 열 운동에 의해 크게 영향을받습니다.

예를 들어, 뉴런이 여러 원자로 구성된 경우, 주변 분자가 우연히 고속으로 충돌 할 때 화학 반응이 자동으로 발생합니다. 이것은 어떤 종류의 생각이 우연히 불러 일으키고 더 이상 질서있는 의식을 가지고 있지 않습니다. 또한, 대사 단백질이 적은 수의 원자로 구성되면, 이것은 주변 분자의 충돌로 인해 다른 형태로 변할 수 있습니다. 이런 일이 발생한다면 신진 대사를 유지하기가 어려울 것이고 생명은 단기간에 열역학적 평형에 빠질 것슬롯 게임다.

Schrodinger의 질문, 왜 원자가 그렇게 작아서 실제로이 질문이어야합니다.

다시 말해, 왜 생명체가 원자에 비해 그렇게 큰가?

그리고 그의 저서 "생명은 무엇슬롯 게임까?" Schrodinger는 답을 말합니다 :

"생명과 생명이 발생하는 모든 과정은 많은 원자로 구성된 구조를 가져야하며, 원자가로 인한 우발적 인 사건이 오버 폴을 재생하지 않도록해야합니다."

삶의 신진 대사

주변 분자의 영향으로 인해 문제가 발생하더라도 기능이있는 물질은 기능을 잃지 않을 정도로 커야합니다. 시간이 지남에 따라 결함이 발생하는 모든 영역과 문제가 발생하는 영역은 신진 대사를 통해 새로운 물질로 변형 될 수 있습니다.

"기본 입자만큼 작은 수명이 있습니까?"라고 물었을 때, 기본 입자뿐만 아니라 소수의 원자로 구성된 생명조차 실제로 존재하지 않을 것슬롯 게임다. 통계 역학에 익숙한 독자가 있다면 생명과 기능을 가진 물질은 항상 거시적 그룹이어야한다고 말할 수 있습니다.

20 세기에 통계 역학을 포함한 물리학은 우주에서 보편적으로 적용 될 수 있음을 분명히했다. 그렇다면, 삶의 크기에 대한이 논의는이 우주에서도 보편적 일 것슬롯 게임다.

따라서, 적어도 얼마나 많은 원자가 수집되어 생명을 형성 할 수 있는가, 즉 "살아있는"것으로 인식 될 수있는 물질은 무엇슬롯 게임까? Schrodinger는 이것을 약 1 백만에서 1 천만의 원자 그룹으로 간주합니다 (관심이 있다면 그의 책 "Life is is Life?").

그가 예측 한이 숫자는 100 억 원자보다 미만이며, 이는 단일 박테리아를 구성하는 원자의 수 있지만 새로운 코로나 바이러스를 포함하여 공통 바이러스를 구성하는 원자의 수와 일치합니다. 그러나 과학자들 사이에서도 바이러스가 "생명"인지 통일 된 "인식"은 없습니다.

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원자, 바이러스, 박테리아, 동물 세포 및 동물 크기 비교 개념 다이어그램. (제공 : Sekine Yasuto 이미지 : 헬륨 원자-yzmo CC BY-SA 3.0/로타 바이러스 재구성-W : 사용자 : Graham Beards CC BY-SA 3.0/eschericiacoli niaid-Rocky Mountain Laboratories, niaid, nih /organelles-Chippolito CC BY-SA 3.0/cc by 1.0)

지금까지, 우리는 생명을 창출 할 수있는 능력이있는 문제는 변경되지 않은 상태를 유지하기 위해서는 많은 원자로 구성되어야한다고 말했습니다.

증식과 상속에 역할을하는 것은 DNA슬롯 게임다.

DNA를 구성하는 원자의 수는 수천만 명의 박테리아와 수십억의 인간 세포라고합니다. 그것은 거대한 원자 그룹슬롯 게임다. 그러나, DNA를 구성하는 기본 쌍이라고 불리는 한 단위의 원자 수는 약 10 개에 불과합니다. 하나의 기본 쌍 만 있으면 주변 분자 등으로 인해 우발적 인 변화가 발생할 수 있습니다. 실제로, 한 기본 쌍에 원자 수준 변화가 있더라도 평생에 큰 영향을 줄 수 있습니다.

이것은 생물 학자들이 돌연변이라고 부르는 것슬롯 게임다. 생명을 변형시킴으로써, 전위 된 지구 환경에 적응할 수있는 종을 생산했으며 다양한 진화를 겪었습니다. 새로운 코로나 바이러스는 또한 돌연변이 체로 알려진 돌연변이를 생성하고있다.

실제로 지구 생활은 아무리 진화하더라도 DNA의 기본 쌍만이 작은 원자 그룹에 보관 될 수 있습니다.

뭐야? 아마도 앞으로도 계속 변화 할 것슬롯 게임다.

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