مبحث تکامل ترمودینامیکی بعنوان یک موضوع جدی در مکانیسم تکامل ٬ بخصوص تکامل شیمیایی تکامل مولکولی و تکامل انسانی همچنین فرآیندهای مرتبط با جریان حرارت انرژی گرمایی از خورشید مطرح است. از نقطه نظر ترمودینامیکی هر سیستم ترمودینامیکی شامل مجموعه ای از اتمها و مولکولها در واکنشهای گرمایی هسته ای ٬ واکنشهای احتراق و غیره تا رسیدن به تعادل گرمایی ادامه خواهد یافت. بر همین اساس ٬ تنوع گونه های حیات ٬ بر مبنای مجموعه ای از اتمها و مولکولها به لحاظ ساختاری می تواند با سیستم های ترمودینامیکی تبیین گردد.
مناقشه:

در این مبحث اگر عنوان گردد که هم سیستم های زنده و هم سیستم های غیر زنده از قوانین ترمودینامیک تبعیت می کنند دستاوردهای سالیان اخیر در باب تکامل شیمیایی حیات ٬ به چالش کشیده خواهد شد. این موضوع تحقیق ذیل عنوان "تکامل ترمودینامیکی" مورد بحث قرار می گیرد. دو مناقشه اصلی در تبیین ترمودینامیکی تکامل در این مبحث با این پرسش آغاز می گردد که کدام نوع از تعادل و کدام نوع سیستم جزئیات متناهی پروسه تکامل را بهتر تشریح می کند؟ در ترمودینامیک انواع گوناگونی از سیستمهای تعادلی وجود دارد. اعم از نامتعادل و نشان گذاری شده و همچنین انواع گوناگونی در تعریف سیستم وجود دارد. نظیر سیستم های باز ٬ بسته و نیز سیستمهای ایزوله. قوانینی که کمیتهای ماکروسکوپیک دخیل در فرآیندهای شامل گرما (مانند فشار ، حجم ، دما ، انرژی داخلی و آنتروپی) را به هم مربوط می‌کنند، اساس ترمودینامیک کلاسیک را تشکیل می‌دهند. اگر بتوانیم کمیتهای ماکروسکوپیکی را برحسب کمیتهای میکروسکوپیک تعریف کنیم، می‌توانیم ترمودینامیک را به صورت ریاضی و فرمول‌بندی به زبان مکانیک آماری بیان کنیم. در ترمودینامیک توجهمان به داخل سیستم معطوف می‌شود. دیدگاه ماکروسکوپیکی را اختیار می‌کنیم و بر آن دسته از کمیتهای ماکروسکوپیکی تاکید می‌کنیم که رابطه‌ای با حالت داخلی سیستم داشته باشند. تعیین کمیتهایی که برای توصیف این حالت داخلی لازم و کافی هستند، به عهده آزمایش است. آن کمیتهای ماکروسکوپیکی که به حالت داخلی سیستم مربوط هستند، مختصات ترمودینامیکی خوانده می‌شوند. مختصات ترمودینامیک برای تعیین انرژی داخلی سیستم بکار می‌آیند. در واقع هدف ترمودینامیک کلاسیک پیدا کردن روابط کلی بین این مختصات ترمودینامیکی است که با قوانین بنیادی ترمودینامیک سازگار باشند.
اساس مناقشه ای که مطرح شد به سخنرانی ایلیا پریگوگین ذیل عنوان "زمان٬ ساختار و نوسانات" در سال 1977 باز می گردد. پیش از این سخنرانی به طور کلی ترمودینامیک با مفاهیم کلاسیک تبیین می گردید که به طور بنیادین بر اساس تئوری کلاسیک ماشینهای بخار بیان می شد. وی سرانجام به بیان جنبه های مهم تکامل بر پایه ترمودینامیک پرداخت. ترمودینامیک کلاسیک در سال 1824 با انتشار مقاله سعدی کارنو شکل گرفت. پس از آن قانون اول و دوم ترمودینامیک توسط دانشمندانی نظیر هربرت اسپنسر در سال 1880 فرموله شد. بولتزمان پروسه تکامل را تبیین نمود. قوانین ترمودینامیک کلاسیک در سال 1824 بصورت منسجم بیان گردید
طبق گفته این دانشمندان مناقشه و جدل روی مسئلهء وجود٬ اساساً به جدل روی مسئلهء انرژی و بقای آن باز می گردد. برای مثال در یادداشتهای شخصی اسپنسر چنین آمده است: " پیکان تکامل٬ تغییر از گونه های پست تر به گونه های عالی تر به تبع تجمع و یکپارچگی ماده و اتلاف انرژی است" .
پریگوگین در سخنرانی و مقالاتی که در پی دریافت نوبل اش ارائه داد اساساً ساختارهای تعادلی را تعریف نمود که به چیزهایی نظیر کریستالها و موجودات غیر متحرک و به منظور تعریف ساختارهای نامتعادل نظیر جمعیت و همچنین موجودات متحرک اطلاق می گردند. وی سپس بیان نمود تا آن زمان در مطالعه تکامل از اصول مسلم و بنیادین ترمودینامیک کلاسیک استفاده نشده و تنها ترمودینامیک سیستمهای متعادل ٬ پدیده تکامل را تشریح نموده اند. این بیانات تا سالها بعد توسط دانشمندان بعنوان یک واقعیت پذیرفته شد.
پریگوگین در مقدمه آن مقاله و سخنرانی مشهور یادآوری می نماید که ترمودینامیک تعادل تنها بخش کوچکی از ترمودینامیک نظیر انرژی آزاد هلموتز و غیره سیستمهای با حجم و دمای ثابت را توصیف می کند:
F = U – TS
یا از قبیل انرژی آزاد گیبس سیستم های با فشار و حجم ثابت.
G = H – TS
آنگاه پریگوگین این پرسش را مطرح می نماید که " آیا غالب انواع ساختارهای پیرامون ما چنین طبیعتی دارند؟" پاسخ پریگوگین چنین است: خیر!
دلایل بی شماری وجود دارد که ببینیم پاسخ به این سوال منفی است. بدیهی است که در یک شهر و در یک سیستم زنده شاهد گونهء کاملاً متفاوتی از این نوع کارکرد هستیم. به منظور ارائه یک تئوری منسجم ترمودینامیکی برای ساختارهایی از این دست این الزام وجود دارد که نشان دهیم سیستمهای نامتعادل ممکن است در واقع موجد نظم باشند. بر اساس این فرض پریگوگین توضیحات خود را چنین ادامه
می دهد : فرایندهای بازگشت ناپذیر ممکن است به ظهور گونه های جدیدی از حالات دینامیک ماده منجر شود. حالتی که وی آن را dissipative structures یا ساختارهای اتلافی می نامد. علی ایحال بجاست که بگوییم تئوری ترمودینامیک غیر متعادل و ناپایدار به نسبت ترمودینامیک حالات متعادل ٬ تئوری منسجم تر و بعبارتی مستحکم تری است که در نهایت پدیده تکامل و تشکیل ساختارهای زنده را تشریح و تبیین می نماید. با به چالش کشیدن مبدعان ترمودینامیک کلاسیک توسط تئوری ساختارهای اتلافی پریگوگین طی سی سال گذشته اساساً این تئوری بعنوان یک تئوری مجزا از ترمودینامیک کلاسیک مطرح گردیده است.
از جمله نظرات موافق با تئوری غیر تعادلی فوق الذکر می توان به کتاب John Avery (منتشر شده در سال 2003) اشاره نمود که در جایی بیان می دارد:
انسجامی میان قانون دوم ترمودینامیک و پیچیدگی سیستمهای زنده پدید آمده که از مبحث انرژی آزاد گیبس منتج شده و می تواند به مکانیسم زیستی موجودات زنده نیز تعمیم داده شود.