Sunday, October 29, 2006

La segunda ley de la termodinámica y sus implicancias filosóficas

Tras mi viaje a Buenos Aires, compré un libro que versa sobre sistemas complejos.
El concepto de complejidad nace de la termodinámica, para ser más precisos de la mecánica estadística y que, tras una interpretación bastante filosófica de cierto concepto, choca con otra teoría del área de la informática y de a poco se va desnudando qué es un sistema complejo.
La entropía a nivel macro, se desprende de la segunda ley de la termodinámica, que tiene varios enunciados, por ejemplo el de Carnot:
La potencia motriz del calor es independiente de los agentes que intervienen para realizarla; su cantidad se fija únicamente por la temperatura de los cuerpos entre los que se hace, en definitiva, el transporte calórico
Otro enunciado destacado es el de Clausius:
No es posible ningún proceso cuyo único resultado sea la extracción de calor de un recipiente a una cierta temperatura y la absorción de una cantidad igual de calor por un recipiente a temperatura más elevada
En resumen, esta ley nos dice que es imposible traspasar calor de un lugar más frío a uno más caliente, de manera espontánea, pues todo proceso espontáneo es aquél en el cual la entropía aumenta. De esto se desprende que, para realizar dicha proeza, es necesario intervenir en el sistema invirtiendo trabajo.
La entropía, a nivel micro, representa el grado de desorden que tiene un sistema.
De aquí se deduce que en un sistema completamente cerrado, esto es, sin intercambio de masa ni energía de ningún tipo, la entropía sólo puede aumentar a medida que el tiempo pasa, o como mucho, mantenerse constante.
A modo de ejemplo, ¿Que pasaría si se encierra a un grupo de personas en un recinto completamente hermético con energía, aire y provisiones limitados? Después de un tiempo terminarían todos muertos y despúes lo único que se encontraría al entrar unos años más tarde sería polvo y cenizas, o sea, un estado de máxima entropía que, dado la cantidad de masa y energía encerradas en el sistema, se mantuvo constante y no pudo aumentar más. A este estado en el cual la entropía adquiere un valor máximo se le llama Estado de Equilibrio Termodinámico, en el cual todas las variables macroscópicas (presión, temperatura, energía interna, etc) quedan fijadas, si se sabe una de ellas, se pueden conocer las otras.
Otro ejemplo muy usado es lo que ocurre al encerrarse en casa o la habitación, éstaa se empiezan a desordenar, pese a que no son un sistema cerrado. Para que la habitación o la casa se mantengan en orden es necesario que uno mismo se esfuerce en ordenar, o sea, realizar trabajo.
Aquello que es importante de esta ley, es que le dá un sentido al tiempo, nos dice que el tiempo sí existe pues todo sistema tiende a incrementar su entropía y una vez que ocurre esto no hay vuelta atrás, a no ser que se invierta energía en eso.
Además, surge una interpretación filosófica acerca de la entropía.
La entropía, a nivel micro, se puede defnir como el grado de desorden de un sistema, pero esto nos lleva a preguntarnos ¿Qué es el desorden?, y de aquí: ¿Qué es el orden?
El orden se podría decir que es, precisamente grados de complejidad y agregación que se derivan del grado de información que se posea de un sistema. Y el desorden, por el contrario, sería el grado de desinformación. Fácilmente nos percatamos cuando en la vida cotidiana no encontramos las cosas debido al desorden y además, otro caso ejemplar es la cantidad de material genético que tiene una bacteria en comparación con un mamífero.
El orden relaciona una cosa con las demás cosas, al fin y al cabo, con un lugar.
Finalmente, se puede intentar medir el grado de desinformación que tenemos de un sistema, utilizando las estadísticas. La entropía estaría representando el número de posiciones que podría ocupar una partícula en un sistema en un determinado instante.
Acá se encuantra un punto en común con la teoría de la información, que mide la información de un sistema en bits.
Con esto podemos despedirnos del determinismo mecanicista, puesto que podemos saber todas las condiciones en un instante, mas no vamos a saber a ciencia cierta qué va a ocurrir en otro, pues todo se reduce finalmente a probabilidades.

Esto no es más que un preámbulo necesario para que mis imaginarios lectores entiendan los posts por venir.

Silent Enigma

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