До Бауэра все физиологи были уверены в том, что хрестоматийные опыты Рубнера с измерением теплоты, выделяемой в животным в калориметре при «сжигании» пищи, являются подтверждением того, что и для живых существ закон сохранения энергии выполняется так же, как и для неживых физических систем. Бауэр же увидел в этом эксперименте, принципиально важном для борьбы с витализмом, но тривиальном с точки зрения термодинамики, нечто совершенно иное – парадокс свободной энергии живого вещества.
Фундаментальным основанием термодинамики является Первое Начало, согласно которому внутренняя энергия любого физического тела (системы) может быть изменена только двумя способами: с помощью работы δА или с помощью передачи тепла δQ.
Математически Первое Начало термодинамики выражается уравнением
ΔЕ = – δА + δQ
Знак «-» перед приращением работы связан с тем, что работу считают положительной, если тело (система) совершает её над окружающими телами, и отрицательной, если работа совершается над телом. Приращение внутренней энергии ΔЕ является полным дифференциалом, а внутренняя энергия Е – функцией состояния, но ни δА, ни δQ полными дифференциалами не являются, что подчеркивается использованием греческой, а не латинской буквы для обозначения их приращений. Но опыты Рубнера свидетельствуют о том, что ΔЕ = δQ, и, следовательно, δА равно нулю!
Действительно, если вся энергия, заключенная в пище, полностью, как показывает опыт, превращается в тепло, то каким же образом организм может синтезироватьвещества с высоким энергосодержанием, поддерживать тонус и трофику тканей, осуществлять процессы роста и развития, выполнять всю работу, необходимую для жизнедеятнельности?!
Нужно было обладать гениальной интуицией и хорошо понимать физику, чтобы вместо тривиального сравнения «сгорания» пищи в организме с процессами в топке паровоза прийти к мысли о том, что в отличие от неживых систем любая часть живой материи, вплоть до субмикроскопического уровня, обладает избытком «структурной энергии», и именно поэтому она способна усваивать, утилизировать и накапливать свободную энергию, получая её из пищи.
Понимание этого приводит Бауэра к формулировке «Принципа Устойчивого Неравновесия» – основы физики живых структур:
«Все и только живые системы никогда не бывают в равновесии и исполняют за счет своей свободной энергии постоянно работу против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях»
