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Caos y orden: la segunda ley de la termodinámica

La segunda ley de la termodinámica, que propone que del orden sin injerencia exterior se va al caos, supone un quebradero de cabeza para la evolución

La segunda ley de la termodinámica, que propone que del orden sin injerencia exterior se va al caos, supone un quebradero de cabeza para la evolución

Por: Granville Sewell

La segunda ley de la termodinámica propone que en un sistema aislado sin ninguna interferencia exterior se da un incremento del caos y no del orden. Está ley, cuando es aplicada a un contexto mayor, nos da resultados realmente sorprendentes. Esta es una pequeña línea de tiempo que resume la historia de este argumento.

1) Los científicos observaron que la distribución de temperatura en un objeto siempre tiende a una mayor uniformidad, ya que el calor se difunde de las regiones cálidas a las frías. Definieron una cantidad llamada “entropía” para medir esta aleatoriedad o uniformidad. Las primeras formulaciones de la segunda ley de la termodinámica establecen que esta “entropía” térmica siempre debe aumentar, o al menos permanecer constante, en un sistema aislado.

2) Se comprendió que la razón por la cual la temperatura tiende a distribuirse de manera más uniforme (más aleatoria) era puramente estadística: una distribución uniforme es más probable que una distribución altamente no uniforme. Exactamente el mismo argumento, e incluso las mismas ecuaciones, se aplican a la distribución de cualquier otra cosa que se difunda. Cuando el carbono se difunde en el acero, por ejemplo, uno puede definir una “entropía del carbono” de la misma manera que la entropía térmica y mostrar, usando las mismas ecuaciones, que la entropía de carbono siempre debe aumentar o permanecer constante en un sistema aislado.

3) Dado que las distribuciones térmicas y de carbono (y cromo, etc.) se vuelven más uniformes en un sistema aislado debido a que las leyes de probabilidad favorecen estados más aleatorios, más probables, algunos científicos generalizaron la segunda ley con declaraciones como: “En un sistema aislado, la dirección del cambio espontáneo es del orden al desorden”. Para estas afirmaciones más generales, el término “entropía” simplemente se ha usado como un sinónimo de “desorden” pero que suena científico, y muchos textos de física dan ejemplos de aumentos de “entropía” irreversibles que no tienen nada que ver con la conducción o difusión del calor, como los tornados que convierten las ciudades en escombros, las explosiones que destruyen edificios o los incendios que convierten los libros en cenizas. En un artículo de Smithsonian de 1970, Isaac Asimov escribió:

Tenemos que trabajar duro para organizar una habitación, pero si la abandonamos se convierte en un desastre de nuevo muy rápidamente y muy fácilmente … Qué difícil es mantener casas, maquinaria y nuestros propios cuerpos en perfecto estado de funcionamiento; qué fácil es dejarlos deteriorarse. De hecho, todo lo que tenemos que hacer es no hacer nada, y todo se deteriora, colapsa, se descompone, se desgasta, todo por sí mismo, y de eso se trata la segunda ley.

4) Algunas personas propusieron entonces que qué podría ser un aumento más espectacular en orden, o una disminución en “entropía”, que las civilizaciones que surgen en un planeta otrora estéril. Dijeron que la afirmación de que causas totalmente naturales pudiesen convertir el polvo en ordenadores y bibliotecas era contraria a estas declaraciones más generales de la segunda ley.

5) El contraargumento ofrecido por los evolucionistas fue siempre: pero la segunda ley solo dice que el orden no puede aumentar en un sistema aislado, y la Tierra es un sistema abierto porque recibe energía del sol. Por lo tanto que el surgimiento de ordenadores del polvo no viola la segunda ley, siempre que los aumentos en orden aquí sean “compensados” por disminuciones fuera de nuestro sistema abierto. Asimov, por ejemplo, en su artículo de Smithsonian dice:

¿Cómo podría el cerebro humano desarrollarse a partir del limo primitivo? ¿Cómo puede este vasto orden haber aumentado (y por lo tanto esa gran disminución de la entropía)? … Quitemos el sol y el cerebro humano no se habría desarrollado … Y en los miles de millones de años que tardó el cerebro humano desarrollarse, el aumento de la entropía que tuvo lugar en el sol fue mucho mayor; mucho, mucho más que la disminución que representa la evolución requerida para desarrollar el cerebro humano.

El sentido común nos dice que hay algo terriblemente erróneo con este argumento de “compensación”. Mi artículo “Entropy, Evolution and Open Systems”, publicado en Biological Information, ‘New Perspectives, las actas de una reunión de 2011 en Cornell University’, incluyó una sección titulada “El sentido común de las leyes de física”, que utiliza un poco de humor para mostrar cómo funciona realmente el argumento de compensación ampliamente utilizado de Asimov:

Recientemente estuve discutiendo el segundo argumento de la ley con un amigo, y mencioné que la segunda ley ha sido llamada “ley de sentido común de la física”. A la mañana siguiente me escribió: “Ayer hablé con mi esposa acerca de estas preguntas. De inmediato comprendió que a largo plazo el caos sería el resultado si dejara de cuidar su hogar”.

Respondí: “Dile a tu esposa que ha hecho una aplicación perfectamente válida de la segunda ley de la termodinámica. De hecho, llevemos su aplicación un poco más allá. Supongamos que tu y tu esposa os vais de vacaciones, dejando un perro, un gato y un periquito sueltos en la casa (puse los animales ahí para hacer que la entropía aumentara más rápidamente, de lo contrario, tendrían que tomarse unas vacaciones mucho más largas para ver el mismo efecto). Cuando volváis, no os sorprenderá ver el caos en la casa. Pero dile que algunos científicos dicen: “Pero si dejas la puerta abierta durante las vacaciones, tu casa se convierte en un sistema abierto, y la segunda ley no se aplica a los sistemas abiertos… Entonces encontrarás todo en mejores condiciones que cuando os fuiestéis”. Apuesto a que dirá: “Si una criada entra por la puerta y limpia la casa, tal vez, pero si todo lo que entra es luz del sol, viento y otros animales, probablemente no”.

Imagina tratar de decirle a la esposa de mi amigo que, si su casa es un sistema abierto, el hecho de que el caos aumenta en el resto del universo, o en el sol, siempre que la luz del sol entre por la puerta, significa que el caos podría disminuir en su casa mientras ella se ha ido. Incluso si la puerta se deja abierta, todavía es extremadamente improbable que el orden en la casa mejore, a menos que entre algo que haga que esto no sea extremadamente improbable, por ejemplo, muebles nuevos o un humano inteligente.

Pero aunque la mayoría de la gente podría ver lo absurdo del argumento de compensación, no entiende qué es la “entropía” y, por lo tanto, se sienten intimidado y se quedan en silencio cuando científicos como Richard Dawkins dicen: “Cuando los creacionistas dicen, como lo hacen frecuentemente, que la teoría de la evolución contradice la Segunda Ley de la Termodinámica, lo que nos dice es que no entienden la Segunda Ley … ¡No hay contradicción por el sol!”.

6) En varias publicaciones, comenzando en 2001 con una carta de Mathematical Intelligencer, mostré que si bien es cierto que la entropía térmica puede disminuir en un sistema abierto, no puede disminuir más rápido de lo que se exporta a través del límite, o, establecido en términos de “orden térmico” (es decir, el negativo de entropía térmica), en un sistema abierto el orden térmico no puede aumentar más rápido de lo que se importa a través del límite, y del mismo modo “el orden de carbono” no puede aumentar más rápido de lo que se importa a través del límite, etc. (aunque yo no fui el primero en resaltar esto, parecía ser un hecho muy poco conocido). Luego argumenté que las afirmaciones más generales de la segunda ley también podrían generalizarse para abrir sistemas, usando la tautología de “Si el aumento en el orden es extremadamente improbable cuando un sistema está aislado, es extremadamente improbable cuando el sistema está abierto, a menos que ingrese algo que no lo haga extremadamente improbable”. Por lo tanto, el hecho de que el orden pueda aumentar en un sistema abierto no significa que los ordenadores pueden aparecer en un planeta estéril siempre que el planeta reciba energía solar. En cambio, algo debe estar entrando que haga que el surgimiento de los ordenadores no sea extremadamente improbable, por ejemplo: ordenadores.

7) Estoy seguro de que todavía se están escribiendo textos de física que aplican la segunda ley a tornados y explosiones e incendios, y todavía dicen que la evolución no viola estas declaraciones más generales de la segunda ley porque solo se aplica a sistemas aislados. Pero descubrí que, después de leer mis escritos sobre la segunda ley (por ejemplo, mi artículo para Matemáticas Aplicadas, aceptado y retirado en el último minuto), nadie quiere hablar sobre sistemas aislados y abiertos. Ahora todos dicen que la segunda ley de la termodinámica solo debe aplicarse a la termodinámica, solo se trata de calor. “Entropía” nunca quiso decir otra cosa que la entropía térmica, y ahora se dice que e incluso cuando los libros de texto de física aplican la segunda ley a situaciones más generales, en realidad solo están hablando de entropía térmica. No está claro si la segunda ley todavía se aplica a la entropía del carbono, por ejemplo, donde las ecuaciones son exactamente las mismas.

8) Por supuesto, se puede argumentar que la “segunda ley de la termodinámica” nunca debería haber sido generalizada más allá de la termodinámica (por los escritores de libros de texto de física) y por lo tanto no tiene relevancia para la evolución. Pero obviamente hay alguna ley de la Naturaleza que impide que los tornados conviertan los escombros en casas y automóviles, y la misma ley parece impedir que los ordenadores surjan en planetas estériles solo a través de causas no inteligentes; y si esto no es una generalización de la segunda ley de la termodinámica entonces es otra ley de la Naturaleza muy relacionada con la segunda ley. A menudo he deseado que los primeros físicos que generalizaron la segunda ley, para decir que no solo la temperatura y la distribución de carbono, sino que todo, tiende hacia estados más probables, le hubiesen dado a esta ley un nuevo nombre. Entonces habría sido más difícil confundir a la persona normales con referencias a una misteriosa cantidad llamada “entropía”. Quizás no sea demasiado tarde para cambiarle el nombre. ¡Quizás todavía podamos llamarlo “ley de física de sentido común de”. Los proponentes de DI que quieran seguir usando este argumento deben asegurarse de llamarlo la segunda ley generalizada.

9) Siempre he tenido cuidado de reconocer, como lo hice en mi artículo para Physic Essay de 2017 ‘Sobre la ‘disminución de la entropía’ “compensadora”’, que “todavía se podría argumentar que el aumento espectacular en el orden visto en la Tierra no viola la segunda ley porque lo que ha sucedido aquí no es realmente extremadamente improbable”. Entonces, ¿por qué el segundo argumento de la ley sigue siendo importante? Porque es obviamente mucho más difícil de vender. Los darwinistas preferirían continuar diciendo: “No hay nada inusual sobre ordenadores, bibliotecas y iPhones de Apple que surgen espontáneamente en un planeta estéril. Simplemente es la disminución de la entropía en un sistema abierto. Ocurre todo el tiempo”. Como documenta mi artículo, los darwinistas están dispuestos a hacer algunos argumentos increíblemente tontos e ilógicos para evitar decir lo que realmente creen, que es que la selección natural es muy diferente de todas las demás fuerzas desconocidas en el universo porque realmente puede crear orden espectacular del desorden.

Algunos personas aceptarán tonterías si se les dice que es el consenso científico porque piensan: “Si tantos científicos inteligentes creen en algo, no puede ser tan tonto como parece”. Si no sirve para nada más, mi nuevo artículo en Ensayos de física, tiene un propósito: cualquiera que lo lea (especialmente la segunda página) nunca volverá a pensar esto.


Fuente: https://evolutionnews.org Traducido y editado por Truth Seeker Es

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