Можливо інтуїтивно відрізнити живе від неживого, проте дати точне визначення поняття «життя» дуже складно, практично неможливо

• існує понад сто визначень життя, що їх запропонували свого часу представники різних наук, узявши за основу різні його аспекти

• Фрідріх Енгельс (1820-1895) німецький підприємець, політичний діяч, філософ, історик, публіцист, стверджував, що «життя є спосіб існування білкових тіл, істотним моментом якого є постійний обмін речовин із зовнішньою природою, причому з припиненням цього обміну речовин припиняється й життя, що призводить до розкладання білка»
• визначення, дуже прогресивне для свого часу, але не може вважатися достатньо точним у світлі сучасних знань, тому що не враховує фундаментальної ролі інших, окрім білків, біомолекул і не розглядає явища спадковості

• Михайло Волькенштейн (1912-1992), біофізик, дав таке формулювання: «Живі тіла, що існують на Землі, є відкритими системами, що саморегулюються, самовідтворюються та побудовані з біополімерів — білків і нуклеїнових кислот»
• визначення враховує деякі фундаментальні властивості живого (саморегуляцію, самовідтворення) і вказує на роль нуклеїнових кислот, проте воно залишається доволі неточним й узагальненим, оскільки враховує аж ніяк не всі властивості живих організмів і не розглядає форм життя, що не містять білків

• Аристотель (384-322 до н. е.), давньогрецький філософ стверджував, що життя — це «харчування, ріст та дряхління організму»

• Група французьких просвітників, які працювали наприкінці XVIII століття над «Тлумачним словником наук, мистецтв і ремесел», визначила життя як «стан, протилежний смерті»;

• Марі Франсуа Біша (1771-1802), французький анатом, фізіолог, лікар, писав, що життя це «сукупність функцій, що чинять спротив смерті»

• Антуан Лавуазьє (1743-1794), французький хімік називав життя «хімічною функцією»

• Борис Мєдніков (1932—2001), відомий біолог стверджував, що «життя — це активна властивість живої матерії, що супроводжується витратою енергії на підтримку та відтворення специфічної структури»
• з погляду біофізики, життя — це процес або система, розвиток яких спрямований на зменшення власної ентропії за рахунок підвищення ентропії навколишнього середовища
• Ентропія — це ступінь невпорядкованості системи, отже, підтримуючи порядок усередині себе, живі системи створюють безлад у довкіллі

Антуан Лавуазьє

Борис Медніков

Едуард Трифонов

• Едуард Трифонов (нар. 1937), ізраїльський біофізик, на підставі аналізу всіх наявних визначень життя, нещодавно запропонував «мінімальне» визначення: «Життя — це самовідтворення з варіаціями», яке фокусується на двох фундаментальних аспектах живого — спадковості та мінливості, але не враховує решти

• Офіційне визначення життя, яким послуговується Національне аерокосмічне управління США (NASA) для пошуку позаземного життя: «Життя — хімічна система, що самопідтримується та здатна до дарвінівської еволюції»

• на сьогодні немає жодного визначення життя, що зусібіч описувало б його властивості

• складність визначення полягає у тім, що явище життя багаторівневе, проявляє себе в різних масштабах — від молекули до біосфери;
• поняття «живі організми» включає всього лише один рівень організації живого — організмовий;
• намагаючись визначити життя через властивості живих організмів, ми не враховуємо решти рівнів його організації;
• намагаючись визначити життя як глобальне явище — не зважаємо на властивості окремих живих організмів;
• спробуймо підійти до проблеми по-іншому: визначити спільні властивості всіх живих істот, щоб через опис цих властивостей наблизитися до розуміння феномену життя

• поняття «життя» та «живе» вказують на різні рівні організації того самого явища, а тому дати вичерпне визначення життя практично неможливо;

• легше дати визначення «живого», яке б однозначно відрізняло його від «неживого»;

• тому доцільно спробувати з’ясувати якісь спільні властивості живих організмів, які відрізняють їх від об’єктів неживої природи

Наприклад, живі організми рухаються, харчуються, розмножуються та ростуть. Це дуже важливі властивості живого, проте не варто забувати, що, наприклад, деякі дорослі метелики взагалі не харчуються і не ростуть, а мули не здатні розмножуватися

Мул – міжвидовий гібрид від схрещення коня та віслюка, одержаний від самиці коня та самця віслюка

Дорослі одноденки не харчуються. Ротові органи у них недорозвинені, м’які, а кишечник перетворений на повітряний міхур, що полегшує вагу комахи. Вони легко ширяють у повітрі й плавно та повільно опускаються, коли припиняються помахи крил. Дорослі особини живуть один день

• можемо додати до переліку властивостей живого ще й такі: єдність хімічного складу, наявність обміну речовин, складна мікроскопічна будова, клітинна структура, наявність механізмів спадковості та мінливості, здатність до еволюції;
• ці властивості універсальніші, ніж перелічені вище, але недостатньо конкретні: багато штучних об’єктів неживої природи (наприклад, комп’ютер чи автомобіль) споживають енергію і мають складну структуру, мінливі та «еволюціонують»

1 – меритерій

2 – дейнотерій

3 – палеомастодон

4 – мастодонт

5 – гомфотерій

6 – стегодон;

7 – примелефас

8 – мамонт

9 – індійський слон

10 – локсодонт (африканський слон)

Еволюція комп’ютерів

Еволюція слонів

• Більш висока впорядкованість живих організмів порівняно з неживою природою та здатність підвищувати власну впорядкованість унаслідок підвищення ступеня невпорядкованості (ентропії) в навколишньому середовищі — одна з найважливіших властивостей живого з погляду фізики;
• справді, жоден неживий об’єкт не здатний самостійно підвищувати свою впорядкованість та ускладнюватися, проте це здатні робити всі живі організми;
• згідно з другим законом термодинаміки, ентропія у Всесвіті може тільки збільшуватися;
• живі організми не здатні порушити цей закон, але можуть знизити ентропію локально — усередині себе, витративши на це енергію й при цьому підвищивши ентропію глобально — у решті Всесвіту

поглинання і акумуляція енергії →

необоротне використання енергії →

виділення тепла і продуктів обміну

зменшення ентропії →

збільшення ентропії →

ріст ентропії в середовищі

∆eS

∆iS

∆вS

Відкрита термодинамічна система

Теорема Пригожина

• Кожна з перелічених властивостей не здатна сама повністю схарактеризувати всіх живих істот, і зовсім не всі живі істоти мають повний набір усіх наведених властивостей

• Ба більше, кожна з властивостей живого окремо проявляється й у неживій природі

• Однак опис життя через характерні властивості живих організмів — це найкраща на сьогодні відповідь на запитання, що таке життя