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生物分子机器是否扮演麦克斯韦妖的角色?

生物物理 2017-02-06 v7 统计力学

摘要

纳米尺度等温机器不仅是能量转换器,也是信息转换器。我们证明了具有随机动力学的酶分子机器可以满足包含信息产生和熵减的广义涨落定理,这为以多种方式选择功的做功提供了可能性。研究了一个由临界复杂网络指定的此类动力学模型。研究的主要结论是,自由能的处理必须与组织的处理区分开来,我们将组织等同于一个适当定义的热力学变量。麦克斯韦妖利用熵减来创造信息,从前一种观点来看,这可用于减少能量损失,从而最终用于做功。然而,从后一种观点来看,它可以用于其他目的,例如分子识别。生物分子机器可能就是这种情况。从生物学角度来看,一个重要发现是,信息创造和存储发生在完成自由能转换循环之前的持久瞬态阶段。从更广泛的物理学角度来看,一个可能特别重要的假设是,信息是组织的变化,是系统的热力学状态函数。

关键词

引用

@article{arxiv.1412.3981,
  title  = {Do biological molecular machines act as Maxwell's demons?},
  author = {Michal Kurzynski and Przemyslaw Chelminiak},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1412.3981},
  year   = {2017}
}

备注

18 pages, 10 figures