La Vida

QUÉ ES VIDA?

No existe una definición expresa de vida, sino que a partir de observaciones directas e indirectas del estado térmico de las estructuras vivas, podemos decir lo siguiente: Vida es la dilación en la difusión o dispersión espontánea de la energía interna de las biomoléculas hacia más microestados potenciales.
EXPLICACIÓN BÁSICA DE ALGUNOS TÉRMINOS USADOS EN LA DEFINICIÓN DE VIDA:
1. Demora no es lo mismo que reversión. Muchos autores dicen que la vida consiste en invertir la Segunda Ley de la Termodinámica, lo cual es falso. La segunda ley de la termodinámica se refiere a que la energía siempre fluye desde un sistema o espacio con alta densidad de energía hacia otro sistema o espacio con una densidad de energía menor. Esto es lo que ocurre en la vida. El universo siempre tendrá una densidad de energía mayor que la de los biosistemas. Si fuese de otra forma, la vida no sería posible.
La confusión se originó cuando se subordinaron las propiedades correlacionadas con la entropía, como el orden y la complejidad; sin embargo, para estar ordenado, o para ser complejo, el biosistema debe transferir desorden hacia el universo y tomar complejidad desde el universo. Entonces, no existe violación o reversión alguna a de la segunda ley, toda vez que el sistema es más desordenado que el universo, y su desorden fluye desde el sistema más desordenado hacia el menos desordenado.
Lo que ocurre en los biosistemas es una demora en la difusión o dispersión de su energía interna; sin embargo, esa energía interna nunca fluye de campos de menor densidad de energía hacia campos de mayor densidad, sino al contrario, obedeciendo a la segunda ley de la termodinámica.
2. Estado se refiere a la posición, movimiento y densidad de la energía transportada por partículas, en este caso, de las partículas que establecen la función de distribución de la energía en intervalos de retardo en un biosistema; por ejemplo, los fermiones y los bosones.
Los fermiones son partículas con un momento angular intrínseco cuya función ћ (spin) es igual a una fracción impar de un entero (1/2, 3/2, 5/2, etc.), razón por la cual los fermiones obedecen al Principio de exclusión de Pauli, es decir, no pueden coexistir en una misma posición. Ejemplos de fermiones son todas las partículas que constituyen a la materia, por ejemplo, electrones, protones, neutrones, quarks, leptones, positrones, etc.
Por otra parte, los bosones son partículas con una función ћ (spin) igual a un número entero (0, 1, 2, 3, etc.), por lo que estas partículas no están sujetas al Principio de Exclusión de Pauli, es decir, pueden coexistir en la misma posición. Los fotones, los gluones, las partículas ω- y ω+, los hipotéticos gravitones, etc. son bosones.
3. Otro término usado en mi definición de vida es el de Energía Cuántica. La energía cuántica es la suma de la energía cinética y la energía potencial de una partícula, sea ésta un fermión o un bosón.
4. También usé el término Densidad de Energía. Densidad de Energía es la cantidad de energía almacenada en un sistema dado –o en una región espacial- medida por unidad de masa o de volumen. Por ejemplo, la densidad de energía del Hidrógeno líquido es de 120 MJ/Kg.; la Glucosa almacena 17 MJ/Kg de energía; etc.
5. Proceso Espontáneo es aquél en el cual la energía libre siempre se dispersa hacia más microestados potenciales. Por ello, cuando hablo de vida, me refiero a un estado no-espontáneo, lo cual significa que para que ocurra dicho estado se requiere de la agregación de energía desde el entorno. Si en vez de agregarse energía, ésta se dispersara, entonces el estado sería espontáneo.
6. Energía es una función de las propiedades cuantificables de un sistema dado. También se define como la capacidad para realizar trabajo, sin embargo, ninguna “capacidad” aislada es cuantificable en sí misma, por lo que tenemos qué recurrir a las propiedades de los sistemas que sí pueden cuantificarse, por ejemplo, al movimiento molecular, a la función onda-partícula, a la frecuencia vibratoria, a la densidad, a la temperatura, etc.
7. Energía Interna de un sistema se refiere a la energía asociada al movimiento de las moléculas en un sistema termodinámico, es decir, a la temperatura de tal sistema. En una transferencia de energía, la energía interna es la que ha traspasado los límites, reales o imaginarios, hacia el interior de un sistema. Por ejemplo, en un sistema viviente, cada célula de su cuerpo posee un límite real acotado por una membrana celular o una pared celular. A la energía que traspasa una membrana o una pared celular, hacia el interior de la célula, se le llama energía interna. Los cloroplastos, las mitocondrias y otros organelos celulares poseen membranas como límites reales.
En la definición de Energía Interna evité mencionar las palabras “desordenado” y “al azar”. Lo hice a propósito porque los movimientos de las moléculas son determinados por las leyes fundamentales de la Física, las cuales son nociones matemáticas de fenómenos naturales que podemos expresar mediante fórmulas; por lo tanto, los movimientos moleculares no son desordenados ni al azar. Una pequeña variación en las condiciones iniciales, también sujeta a dichas leyes, puede producir un cambio en las trayectorias de desplazamiento de las partículas.
8. En la definición de vida mencioné el concepto “Intervalo”. Intervalo es un subconjunto de estados situado entre un estado inicial y un estado final.
9. Por último, la energía en el estado biótico puede cuantificarse por el flujo de fermiones y/o de bosones durante la transferencia y almacenamiento de la energía en períodos discretos dominantes. Por ejemplo, cuando estudiamos las partículas y las funciones de onda en forma individual.
Tratándose de partículas que constituyen a la materia, solo podemos estudiar un tipo de partícula, o una posición, o un movimiento a la vez; en tanto que en los procesos de transferencia y almacenamiento de la energía solo podemos estudiar una función a la vez. Cuando completamos el estudio de cada partícula y de cada función, entonces integramos todos los datos para formular el proceso completo; por ejemplo, en el estudio de procesos de Biotransferencia Transcuántica de Energía (BTE) como la fotosíntesis y la respiración celular.
(Vea Campo Biótico).

Que Nos Hace Estar Vivos

¿QUÉ NOS HACE ESTAR VIVOS?






Durante el origen de la vida, una nube de partículas, generadas por el Sol, pasó por un hueco electromagnético y fue reemitido hacia una concurrencia de ondas en el punto de cooperación de éstas, no en el de su oclusión. Las partículas así atraídas colisionaron con todos los tipos de materia ordenada previamente por la fuerza electromagnética en todo el Sistema Solar. Ésta colisión entre partículas-onda y la materia ordinaria causó en ésta diferentes macroestados de acuerdo con la naturaleza de su organización.
Algunos arreglos de la materia constituían sistemas termodinámicos cuyos macroestados no permitían que el estado cuántico fuese mantenido por ellos mismos, lo cual limitaba la propiedad de esos sistemas para escapar al aumento real en el número de microestados disponibles para ellos, adquiriendo espontáneamente un estado de equilibrio térmico.
Otro arreglo específico de la materia poseía un macroestado en el cual la fluctuación cuántica podía ser mantenida debido a que ese sistema poseía múltiples estructuras que favorecían en serie la adquisición de fotones que continuaban transitoriamente la fluctuación cuántica primordial.
Esta clase de sistema termodinámico -determinado por el campo electromagnético- adquirió la capacidad de retardar el incremento de microestados que les llevaría a un estado de equilibrio térmico (sucesión de intervalos en el flujo espontáneo del equilibrio térmico). Así entonces, el estado cuántico impulsó a los sistemas termodinámicos que podían capturar fotones a retardar temporalmente el incremento espontáneo de la entropía local inherente a esos sistemas, aumentando con ello el incremento de la entropía global del Universo.
Es esa fluctuación cuántica la que nos hace vivir. En tanto tengamos la capacidad de capturar fotones que son atraídos hacia los puntos armónicos de sus ondas correspondientes, tendremos vida.
En el momento en que perdamos esa capacidad, la vida concluirá, es decir, el estado cuántico saltará de la materia viva hacia otro campo de energía no biótico. Ésto no sería posible sin el sometimiento del estado a la Segunda Ley de la Termodinámica, pues al morir el biosistema, su estado cuántico biótico rebotaría desde un campo de mayor densidad hacia otro de menor densidad en donde por la posición y el tipo de movimiento de la energía cinética ya no impulsaría a otros sistemas a ocasionar intervalos en el flujo ordinario del equilibrio térmico.

Seres Vivos y Seres Inertes

DIFERENCIAS ENTRE SERES VIVOS Y SERES INERTES

Respuesta a la pregunta hecha por el auditorio: "¿Cómo distingue Usted a un ser vivo de otro no vivo?"
Cualquier ser vivo es un sistema termodinámico biótico. Todos los sistemas termodinámicos abióticos son seres inertes.

La palabra “ser” se refiere a "algo que existe", viviente o no viviente, por esta razón, debemos hacer siempre la distinción, mencionando si el ser es viviente o inerte.
Ejemplos de seres inertes naturales son las rocas, el agua, las nubes, las substancias químicas, etc. Ejemplos de seres vivientes son un árbol, un perro, una bacteria, una amiba, etc.
Cuando definimos el término vida, decimos que la vida es un estado de la energía (estado cuántico) que determina la organización espontánea de la materia de tal forma que ésta adquiere una cualidad térmica que consiste en la captura y manipulación de la energía del entorno para bloquear parcialmente y transitoriamente la segunda Ley de la Termodinámica.
¿Qué quiere decir ésto? Ésto significa que los seres vivientes pueden demorar localmente el flujo espontáneo de la entropía. Ya vimos que la entropía se refiere al número de trayectorias posibles adquiridas por los sistemas termodinámicos que impiden que los sistemas restauren cualquier trayectoria coordinada previamente.
Para verlo más claro, supongamos que un viajero camina por un sendero sin bifurcaciones. Mientras que el sendero no diverja, el viajero tendrá más posibilidades de alcanzar su meta o estado final. Cuando el camino se divide en dos vías, el viajero tendrá dos posibilidades de proseguir su ruta, una que lo llevaría a su meta y otra que lo desviaría. Suponiendo que el viajero continúa por el camino de la derecha, y este camino se divide en otros tres caminos, entonces las rutas disponibles para el viajero se amplían, aumentando las probabilidades de que éste tome una ruta que no lo llevará a su objetivo final. Así, sucesivamente, cada vez que el viajero decide tomar una ruta diferente, ésta se dividirá en más caminos a seguir hasta que, finalmente, el viajero se extraviará.



Lo mismo ocurre con la entropía limitada a los sistemas termodinámicos. Al ocupar cualquier trayectoria energética, durante su ocupación, o al finalizar la misma, se producirán más microestados disponibles para el sistema termodinámico que efectúe dicho proceso energético. Ésto indica que el macroestado del sistema térmico es determinado por el microestado que prevalece en él en un momento dado; o sea, la posición y el movimiento de la energía correspondiente a ese microestado. Un sistema que se enfrenta a muchos microestados disponibles se colocará espontáneamente en cualquiera de ellos, siempre y cuando dicho microestado sea el más probable de adquirir y si está ajustado a las leyes que determinan a los estados iniciales específicos.
Ahora veamos las diferencias entre los sistemas termodinámicos vivientes y los no-vivientes (las más importantes están en letra azul y cursiva):
Los seres vivientes capturan energía del ambiente para mantener una organización estructural en forma autónoma. Los seres inertes también pueden organizarse espontáneamente, no en forma autónoma.
Los seres vivientes pueden manipular la energía obtenida para dirigirla hacia la ejecución de procesos necesarios en un momento dado; mientras que los seres inertes no pueden hacerlo (por ejemplo, los cadáveres, los cristales, etc.).

La reproducción de los seres vivientes es controlada mediante una serie de subprocesos energéticos. Algunos seres inertes también son capaces de replicarse, pero no ejercen control alguno sobre su reproducción, la cual es espontánea y determinada por estados iniciales complementarios contiguos (por ejemplo los coacervados producidos en laboratorio, las proteínas autocatalíticas aisladas, los priones, etc.).
Los descendientes de los sistemas termodinámicos vivientes conservan una macroestructura organizada en un estado térmico de no-equilibrio igual al de sus progenitores; mientras que los seres generados a partir de sistemas termodinámicos no vivientes ostentan variabilidad en sus estados térmicos que son determinados por las fluctuaciones en los estados termodinámicos de sistemas exteriores a ellos.
Los sistemas termodinámicos vivientes mantienen una cantidad cuasi-estable de microestados que debieran incrementarse de manera espontánea (entropía), dilatando temporalmente el aumento de su entropía local. Los sistemas termodinámicos no vivientes también pueden mantener limitado el número de microsistemas disponibles. Sin embargo, en sistemas no-vivientes no existe un operador interno que realice esta acción, en tanto que los sistemas vivientes poseen una serie de procesos en cascada que operan desde su interior y mantienen su estado de energía cuántica en estabilidad térmica.
El estado de no-equilibrio térmico de los sistemas inertes ocurre de manera espontánea y su estabilidad es dependiente de las fluctuaciones en los macroestados de otros sistemas externos; el estado de no-equilibrio térmico de los sistemas vivientes es inducido por el estado cuántico biótico y mantiene su estabilidad adaptándose a las fluctuaciones que ocurren en los macroestados de sistemas externos.
Si consideramos cada uno de los indicadores de estar vivo, nos daremos cuenta de que la última es, realmente, la única diferencia entre seres inertes y seres vivos.
Cualquier sistema termodinámico no viviente puede ostentar una o todas las propiedades mencionadas arriba; lo que nos conduce a considerarlos como sistemas no vivientes es la diferencia entre los microestados disponibles que determinan el no-equilibrio térmico de los seres inertes y los microestados disponibles que determinan el no-equilibrio térmico de los seres vivientes.