생명은 물질의 질서 있고 법칙적인 행동이며, 그 행동은 물질이 질서에서 무질서로 이행하는 경향성에만 기반을 두는 것이 아니라 지속적으로 존재하는 질서에도 부분적으로 기빈을 두는 것처럼 보인다. 살아 있는 유기체는 절대 0도 부근에서 분자적 무질서가 제거된다.
그런 상황에서는 모든 생명계가 향하는 순전히 열역학적이지 않는 기계적인 행동들이 부분적으로 나타내는 거시적인 체계에 속하게 된다. 물질이 질서에서 무질서로 이행하는 통계적 경향성에 기반을 두게 된다.
일반적으로 유명한 열역한 제2법칙인 엔트로피 원리와 잘 알려진 통계물리학의 토대가 바로 그런 그런 경향성을 따르고 있다. 엔트로피 원리가 살아있는 유기체의 거시규모 행동에 대해 의미를 가지고 있다는 것이다.
생명의 특징이 한 조각의 물질이 살아 있다는 의미, 즉 '뭔가 할 때' 움직이며 환경과 물질을 교환하는 등의 활동을 할 때. 그리고 동일한 조건에서 생명 없는 조각이 '존속'할 것으로 기대할 수 있는 기간보다 훨씬 오래 존속하는 상태를 말한다.
살아있지 않는 체계를 고립시키거나 균일한 환경 속에 놓으면, 일반적으로 다양한 종류의 마찰 때문에 모든 운동이 아주 짧은 시간 안에 멈추게 된다. 전기적 혹은 화학적 포텐셜은 균등해지고 화학적 경향성에 의해 결합하고, 온도는 열전도에 의해 균일해진다.
그런 과정을 거치며 생명체계 전체가 활동이 없는 죽은 물질 덩어리의 상태에 들어간다. 관찰할 수 있는 사건들이 일어나지 않는 영구적인 상태에 도달하는 것이다. 이런 상태가 바로 저체온증처럼 열역학적인 평형상태 혹은 '최대 엔트로피 상태'라 부른다.
실질적으로 이와 유사한 상태는 체내에서, 특히 유전자 안에서는 아주 빠르게 도달될 수 있다, 그렇게 도달된 상태는 이론적으로 절대적인 평형상태, 즉 참된 엔트로피 상태가 아직은 아니다. 이런 상태 이후에 최종적인 평형성에 가까워지는 과정은 아주 느리다.
그 기간은 몇 시간, 몇 년, 몇백 년이 될 수도 있다. 평형상태로의 접근이 그래도 꽤 빠른 예를 하나 들어보자. 순수한 물 한 잔과 설탕물 한 잔을 밀봉되고 온도가 일정한 상자 속에 넣어두면 처음에는 아무 일도 일어나지 않지만, 조만간 완전한 평형상태에 도달한다.
그러나 하루 정도 지나면 순수한 물이 증기압이 높기 때문에 증발하고 양이 줄었든 반면에 설탕물은 든 컵은 넘쳐버린다. 순수한 물이 완전히 증발했을 때라야 비로소 설탕은 가용한 물 전체에 균등하게 분산되는 목표에 도달하게 되는 것이다.
이런 극도의 느린 평형 상태로의 접근을 생명으로 오해하는 것은 있을 수 없기 때문에 그럴 가능성을 무시해도 좋을 것이다. 우리 인체의 생명계 속에는 비물리적, 또는 초자연적 힘, 즉 생명력이 작동하고 있다는 주장이 힘을 얻는 이유다.
오늘도 흥겹고 건강하고 행복한 하루 만들어 가시길 빕니다. 이동윤 드림 |
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