Tutvustada (mitte üksnes füüsika-) üliõpilastele eluga seotud füüsikalisi ja küberneetilisi probleeme ning anda tõuge sellesuunaliseks iseseisvaks mõtlemiseks

To introduce students (of different specialties) with physical and cybernetical aspects of life and to give an impulse for creative thinking on this topic.

Aine läbinud üliõpilane:
1. On tuttav klassikalise termodünaamika põhimõistetega ja selle teaduse lähenemisviisiga maailma kirjeldamisele. Tunneb klassikalise termodünaamika kahte olulisemat seadust ja neid väljendavaid mõisteid, sealhulgas termodünaamilist entroopia mõistet.
2. Oskab seletada entroopia mõiste ja termodünaamika II seaduse tähendust maailma evolutsiooni suuna seletamisel. Tunneb entroopia statistilist tõlgendust Boltzmanni poolt ja oskab hinnata selle avastuse tähtsust. Omab arusaamist nende teadmiste rollist inimkonna strateegia ja taktika valiku jaoks inimkonna ja keskkonna vahelises interaktsiooniprotsessis.
3. On üldjoontes tuttav termodünaamika tänapäevaste arengutega, süsteemide mittelineaarsusest ja mittetasakaalulisusest tulenevate evolutsiooniliste võimalustega ning mõnede neil baseeruvate teoreetiliste konstruktsioonidega elu tekke ja arengu seletamiseks.
4. Tunneb informatsiooni mõistet Shannoni järgi, saab aru selle mõiste kasutuspiiridest ja sellega seotud lihtsustustest. Tunneb kriitikat Shannoni informatsiooni kontseptsiooni kohta. Teeb vahet andmetel ja informatsioonil. Mõistab, mida tähendab, et informatsioon on ideaalne nähtus. Mõistab informatsiooni rolli elussüsteemide eksistentsis.
5. Tunneb organisatsiooni mõistet, võimalusi selle kvantitatiivseks hindamiseks ja organisatsiooni rolli elussüsteemide eksistentsis.
6. Oskab seletada, mis on juhtimine, sealhulgas juhtimine elussüsteemides ja ühiskonnas. Tunneb üldjoontes süsteemide juhtimise viise alates primitiivsetest kuni kõrgeima tasemeni ja nende vahekordi juhtimisega elussüsteemides.
7. On tuttav evolutsiooniteooria põhimõistete ja -mõtetega. Omab ettekujutust elust kui evolutsioneeruvast isereguleeruvast terviklikust paljuseoselisest nähtuste ja olendite süsteemist.

After passing this course, the student:
1. Student which has successfully passed the course.
2. Knows the basic notions of the Classical Thermodynamics and the approach of this science to the description of the World. He/she knows the two most fundamental laws of the Classical Thermodynamics and the notions which are used to express them, including thermodynamic entropy.
3. The student can explain the role of the entropy and the 2nd Law of Thermodynamics in the explanation of the direction of evolution of the World. Knows the statistical interpretation of entropy by Boltzmann and understands the significance of this discovery. Understands the role of these knowledges for planning of mankind’s strategy and tactics in the process of interaction between the mankind and environment.
4. Is in general acquainted with the present development of thermodynamics, with the new openings for the theory to explain the origin and development of life on the basis of non-linearity and non-equilibrium.
5. Is familiar with the concept of information according to Shannon, understands the application limits of this notion and the related simplifications. Understands the difference between data and information. Understands the statement that information is an ideal substance. Knows the role of information in the existence of living systems.
6. Knows the notion of organisation, possibilities for quantitative evaluation of organisation level and the role of organisation in the existence of living systems.
7. Is able to explain what is control, including the control in living subjects and in society. Knows in general the means of control from the most primitive ones up to the highest level and their relationship with the control in living systems.
8. Is familiar with the main notions and concepts of the Theory of Evolution. Has an idea of life as evolving self-regulating multiply connected whole of phenomena and creatures.

Kursus on pühendatud elu fenomeni füüsikalistele ja küberneetilistele külgedele. Vaadeldakse fundamentaalsete füüsikaliste seaduspärasuste - energia jäävuse ja entroopiaseaduse - rolli elusobjektides kui mittetasakaalulistes süsteemides. Kuulajat tutvustatakse elussüsteemide kui isereguleeruvate süsteemide funktsioneerimise põhilise omapäraga. Kursuse lõpus heidetakse pilk evolutsiooni ja teadvuse probleemidele. Kuulajail on võimalik seminaritööde teemade valikuga osa võtta kursuse temaatika kujundamisest.

Course is devoted to physical and cybernetical aspects of the phenomenon of life. Fundamental physical laws - energy conservation and entropy growth - are considered in living subjects as non-equilibrium systems. Students are introduced with features of living systems as self-regulating ones. Problems of evolution and consciousness are considered in the end of the course. Students can influence the choice of the topics by choosing the subjects of their seminar works.

Seminaritöö (referaadi) teesid peavad olema hiljemalt 1 nädal enne ettekannet saadetud laiali kõigile kuulajatele. Seminaritöö peab olema seminaril suuliselt ette kantud vähemalt rahuldaval tasemel.

Kontrolltöö (kirjalik test) peab olema enne arvestust sooritatud.

Seminar presentation abstract should be presented at least 1 week before the presentation. The seminar presentation quality should be satisfying.

Preliminary (written) test result should be positive.

Soovitusliku kirjandusega tutvumine

Introduction with the suggested readings

1. Piir I. Termodünaamika ja statistiline füüsika. II. – Tartu Riiklik Ülikool, 1963. – 232 lk.
2. Mankin R., Reiter E. Statistiline termodünaamika. I. - Tallinna Tehnikaülikool, Tallinna Pedagoogikaülikool: TTÜ Kirjastus, 2005. – 208 lk.
3. Haynie D.T. Biological thermodynamics. - Cambridge : Cambridge University Press, 2008. – 422 p.
4. Atkins P.W. The Second Law / Scientific American Library - New York: W. H. Freeman and Company, 1984.
5. Schrödinger E. What is Life? - (??, 1944) Cambridge: University Press, 1948.http://old.biovip.com/UpLoadFiles/Aaron/Files/2005051204.
6. Волькенштейн М.В. Энтропия и информация. - Москва: Наука, 1986. - 191 с. [tõlge inglise k.: Volkenstein M.V. Entropy and information. - Basel etc.: Birkhäuser, 2009. – 209 p.]

-