Tsevan Rabtan: La naturaleza es libertina

Uno de los asuntos que más me interesan es el de la entropía, el segundo principio de la termodinámica. Hasta el punto de que introduje una especie de lema “cuasitautológico” en mi blog personal: “nadie entre sin aumentar la entropía”, a raíz de publicar una serie de entradas sobre…

sistemas alejados del equilibrio termodinámico en los que el proceso de reducción de gradientes genera una organización que favorece la disipación, y, por tanto, esa misma reducción. De ser así, la aleatoriedad de la vida (de su origen y de su creciente complejidad) podría ser discutida: la existencia de energía de calidad disponible y su inexorable degradación serían un motor para la aparición de estructuras relativamente estables, capaces de acelerar ese proceso de degradación.

No se asusten si les suena a chino. El segundo principio de la termodinámica es una de esas cosas —como el descubrimiento de América, que contenemos un manual de instrucciones llamados genes, que Shakespeare escribía y Bach componía, o que todo lo que necesitas es amor— de las que debemos saber algo. Sí, algo. No se enorgullezca usted de decir que no sabe de algo porque “es de letras”, salvo que esté dispuesto a enorgullecerse por no ser capaz de situar Australia en un mapa o por preguntar quién compuso el Bolero de Ravel.

Ese principio nos habla de algo que un señor decidió llamar entropía y que tiene la característica de que aumenta en los sistemas aislados. No sabemos si el universo es un sistema térmicamente aislado o no. Si lo es, su entropía aumenta. Se ha dicho que la entropía es una medida del desorden o de la cantidad de información que hace falta para describir un sistema. Es un concepto cabrón, porque parece fijar una flecha del tiempo en contra de la reversibilidad propia de las leyes físicas y porque nos aboca a una situación de equilibrio de aspecto pavoroso, algo que algunos llaman la muerte térmica: un universo homogéneo, en el que, a efectos prácticos, todo esta inmóvil, aunque a la escala de las partículas y moléculas persistan las fluctuaciones alrededor de ese estado de equilibrio.

Esta rama de la ciencia que había nacido para explicar qué ocurre con las máquinas y preguntarse si es posible un móvil perpetuo de segunda especie —me encanta; repitan conmigo “móvil perpetuo de segunda especie”—, se convertía así en un escenario para la reflexión filosófica y la conversación eterna con Brahma entre sueño y sueño.

Ese segundo principio se describe, de forma abstracta, en una máxima: la naturaleza aborrece los gradientes. Un gradiente como el ocasionado por el Sol, por ejemplo, esa fuente de energía que se libera brutalmente hacia el sistema del que forma parte y que es el motor de la vida en nuestro planeta.

Inicié esas entradas cuando empecé a leer sobre la importancia que podía tener el segundo principio de la termodinámica en la aparición de estructuras estables, organizadas precisamente para “vaciar” esos gradientes. Un ejemplo sería el de un huracán, que es una forma que resulta de gradientes de humedad y temperatura. No hay aquí ninguna conciencia y eso era lo magnífico del asunto, ver cómo la naturaleza, cuando tiene que suprimir diferencias, tendiendo hacia estados “uniformes”, “desordenados” (ya verán por qué pongo las comillas), puede optar por un camino más rápido y a la vez menos caótico, y que ese camino precisamente dé lugar a algo tan hermoso y mayestáticamente  eficiente como un huracán o una selva ecuatorial. Ése es el meollo de la cuestión: investigar si la vida recibe un impulso como consecuencia del imparable aumento de la muerte.

Perdonen la última frase. La he incluido para llamar la atención y porque suena tela excitante. Aunque hay algo de verdad: si la entropía deja de aumentar porque el Universo llega a un punto de equilibrio, cuando no haya gradientes no podrá haber vida, porque los organismos existimos produciendo un desecho de entropía acelerado. Somos como el feliz consumismo frente al coñazo de la sostenibilidad medioambiental: cogemos energía utilizable y, con ella, fornicamos, nos vamos de vacaciones, destrozamos un garito en Las Vegas y leemos revistas en internet, a la vez que sembramos lo que nos rodea de energía inutilizable, mientras la naturaleza sonríe pensando en la factura que nos va a pasar por la juerga. Así que comprendan que me atrajese la idea de que el aumento de la complejidad de los productos de la vida pudiera estar impulsado por un principio activo; que la complejidad de la vida sea una forma de acelerar esa fría papilla final.

Sucedió, sin embargo, que intenté profundizar de verdad en el asunto y, antes de entrar en la parte excitante, me vi rodeado, como consecuencia de la interlocución con un profesional del tema (¡todos odiamos a los expertos!), de dudas cada vez peores. La verdad es que estaba intentando hablar de algo que no comprendía en sus niveles más simples y, sin embargo, pretendía decir algo inteligente sobre termodinámica del no equilibrio y procesos ecológicos. Para ser serio no me quedaba otro remedio que volver a mis cuarteles de invierno y estudiar un poco. Me puse a ello, con dificultad, y en vez de hermosas historias sobre el Paraíso Perdido me encontré con el actor S y su papel en muchas películas de autor. Ahí sigo todavía, esperando llegar al punto de poder seguir con mis entradas.

Sin embargo, hace poco di con un libro que me pareció curioso y que he leído con interés. Les quería hablar de esa obra por dos razones, una general y otra concreta.

La obra se llama La entropía desvelada y la ha escrito Arieh Ben-Naim. En España la publica Tusquets en su serie Metatemas.

La razón general para hablar de la obra es que se trata de un gran ejemplo de obra didáctica en una materia científica. Guía al lector que no sabe nada sobre el asunto de la entropía, paso a paso, centrándose en una explicación del fenómeno del aumento de entropía como manifestación de un proceso probabilístico. Es un procedimiento que puede parecer aburrido o incluso pueril, pero que sirve para explicar por qué la naturaleza termina “optando” por una situación cercana a un punto de equilibrio, y esa explicación resulta clara y comestible desde el punto de vista del sentido común. El autor parece no dedicar a la segunda ley de la termodinámica más que una pequeña introducción y los dos o tres capítulos finales, pero eso es sólo aparente. En realidad todo el libro está destinado a ejercitar al lector en los instrumentos que le permitirán ver esa tendencia hacia la “uniformidad” como algo inevitable y que, en la práctica, impide una reversión hacia una situación más “ordenada”, considerando la magnitud de los “dados” (es decir, de las partículas y moléculas y del tiempo) implicados.

La razón concreta se refiere a la materia del libro. He puesto comillas muchas veces. La explicación tiene que ver con una de sus enseñanzas. El autor opta por una visión de la entropía muy cercana al concepto de información. Considera que orden o desorden, o uniformidad o diferencia, por ejemplo, son conceptos excesivamente subjetivos. Sin embargo, el de información no lo sería, puesto que se refiere al proceso objetivo preciso para poder definir el estado de todos los componentes de un sistema. Cuantos más pasos tenga ese proceso, mayor será la información perdida del sistema y mayor la entropía. El equilibrio se encuentra precisamente en una situación que se da porque es más probable, y lo es porque incluye muchas que son sustancialmente idénticas, frente a otras que son más improbables, precisamente porque el número de situaciones equivalentes es mucho menor. ¿Quieren saber de qué hablo? En el libro está muy bien explicado. Me parece una introducción estupenda a esta materia.

Por cierto, el autor echa un jarro de agua fría sobre el origen de esas entradas y de mis torpes estudios posteriores. Le cito, ya que además trata de un asunto al que dediqué una entrada anterior:

«Es cierto que muchos científicos creen que todos los aspectos de la vida, incluida la conciencia, están sometidos en última instancia a las leyes de la física y la química, y que no hay ninguna entidad separada, como la mente, que no sucumba a dichas leyes. Personalmente también pienso así. Pero este argumento está lejos de haber sido probado y comprendido. Podría ser que algunos aspectos de la vida requieran una extensión de las leyes de la física y la química hoy conocidas, como ha sido sugerido lúcidamente por Penrose. En mi opinión, por lo tanto, es prematuro tratar la vida como cualquier otro ejemplo de proceso termodinámico, por fascinante que sea, en el contexto de la explicación de la segunda ley.»

Naturalmente, el autor no sugiere que la vida no esté sujeta a un principio universal. Sobre todo porque dedica su carrera profesional a explicarlo.

Algo más. Los editores españoles le han hecho una jugarreta al autor. El título original de la obra es Entropy Demystified. The Second Law Reduced to Plain Common Sense. Ese título original, además, es perfectamente compatible con la intención expresa del autor desde el principio: intentar explicar que el aumento de entropía no es un arcano que nadie comprenda, sino una consecuencia natural y de sentido común. Sin embargo, la obra recibe, en español, un título incompatible con esa finalidad, no sólo por el uso del término “desvelada”, sino porque se añada en portada la siguiente frase: “uno de los misterios más insondables de la física moderna”. El autor precisamente impugna que sea insondable y por eso intenta desmitificarlo, y no desvelarlo como si estuviéramos en presencia de un libro de ocultismo.

En fin, que les recomiendo el libro y el tema. Ambos no son sino una forma intelectualmente interesante de disipar gradientes.