El argumento de la segunda ley de la termodinámica

Como muchos lectores pueden saber, uno de mis temas frecuentes, en publicaciones de Evolution News, así como en cuatro publicaciones revisadas por pares y dos revisadas por editor que he escrito durante los últimos 17 años, ha sido el argumento de la segunda ley contra la evolución no guiada. Aquí hay 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 establecieron 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 más uniformemente (más aleatoriamente) 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 un acero, por ejemplo, uno puede definir una “entropía de 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. Debido a que las distribuciones térmicas y de carbono (y cromo, etc.) se vuelven más uniformes en un sistema aislado es 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, la “entropía” simplemente se usó como un sinónimo de “desorden” que suena científico y muchos textos de física dieron ejemplos de aumentos de “entropía” irreversibles que no tenían nada que ver con la conducción o difusión del calor, como los tornados que convertían las ciudades en escombros, las explosiones destruían edificios o los incendios convertían los libros en cenizas. En un artículo del Smithsonian en 1970, Isaac Asimov escribió:

Tenemos que trabajar duro para enderezar una habitación, pero dejamos que se convierta 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 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 dijeron entonces, qué podría ser un aumento más espectacular en orden, o una disminución en “entropía”, que las civilizaciones que surgen en un planeta estéril. Dijeron que la afirmación de que causas totalmente naturales podrían convertir el polvo en computadoras 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. Entonces, las computadoras que surgen del polvo aquí no violan 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 podría haber aumentado ese vasto orden (y por lo tanto esa gran disminución de la entropía)?… Quita el sol y el cerebro humano no se habría desarrollado… Y en los miles de millones de años que le tomó al 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 mal 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 “The Common Sense Law of Physics”, que utilizó un poco de humor para mostrar cómo El argumento de compensación ampliamente utilizado de Asimov es realmente:

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

Respondí: “Dígale a su 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 usted y su esposa se van de vacaciones, dejando un perro, un gato y un periquito sueltos en la casa (puse los animales allí para hacer que la entropía aumentara más rápidamente, de lo contrario, podría tener que tomarse unas vacaciones mucho más largas para ver el mismo efecto). Cuando vuelvas, no te sorprenderá ver el caos en la casa. Pero dígale que algunos científicos dicen: “Pero si deja la puerta abierta durante las vacaciones, su casa se convierte en un sistema abierto, y la segunda ley no se aplica a los sistemas abiertos… Puede encontrar todo en mejores condiciones que cuando se fue”. 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”.

Imagine 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 algo ingrese que haga que esto no sea extremadamente improbable, por ejemplo, muebles nuevos o un humano inteligente.

Pero aunque la mayoría de la gente podía ver lo absurdo del argumento de compensación, no entendían qué era “entropía” y, por lo tanto, intimidadas en silencio por científicos como Richard Dawkins, que dice: “Cuando los creacionistas dicen, como lo hacen frecuentemente, que la teoría de la evolución contradice la Segunda Ley de la Termodinámica, solo nos dicen que no entienden la Segunda Ley… ¡No hay contradicción por causa del sol!”

6. En varias publicaciones, comenzando en 2001 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 orden térmico de sistema abierto no puede aumentar más rápido de lo que se importa a través del límite, y del mismo modo” el orden del carbono “no puede aumentar más rápido de lo que se importa a través del límite, etc. Aunque yo no fui el primero en notar 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 que “si aumenta el el orden es extremadamente improbable cuando un sistema está aislado, es extremadamente improbable cuando el sistema está abierto, a menos que ingrese algo que lo hace no extremadamente improbable. “Por lo tanto, el hecho de que el orden puede aumentar en un abrir sistema no significa que las computadoras pueden aparecer en un planeta estéril siempre que el planeta reciba energía solar. En cambio, algo debe estar entrando que hace que la apariencia de las computadoras no sea extremadamente improbable, por ejemplo: computadoras.

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 digo que la evolución no viola estas declaraciones más generales de la segunda ley porque solo se aplican a sistemas aislados. Pero descubrí que, después de leer mis escritos sobre la segunda ley (por ejemplo, mi artículo de Applied Mathematics Letters, aceptado y retirado en el último minuto), nadie quiere hablar sobre sistemas aislados y abiertos. Todos dicen ahora 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, 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, dicen ahora. Si la segunda ley todavía se aplica a la entropía del carbono, por ejemplo, donde las ecuaciones son exactamente las mismas, no está claro.

8. Por supuesto, 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 las computadoras surjan en planetas estériles solo a través de causas no inteligentes; y si no es una generalización de la segunda ley de la termodinámica, ¡es otra ley de la Naturaleza muy relacionada con la segunda ley! A menudo deseé que los primeros físicos generalizaran la segunda ley, para decir que no solo la temperatura y la distribución de carbono, sino que todo, tiende hacia estados más probables, le había dado a esta ley un nuevo nombre. Eso es porque entonces habría sido más difícil confundir a la persona promedio con referencias a una cantidad misteriosa llamada “entropía”. Quizás no sea demasiado tarde para cambiarle el nombre. ¡Quizás todavía podamos llamarlo “ley de física de sentido común de Sewell”! Al menos, los proponentes del DI que quieran usarlo deben asegurarse de llamarlo la segunda ley generalizada.

9. Siempre he tenido cuidado de reconocer, como lo hice en mi artículo en Physics Essay de 2017, “sobre la ‘disminución de la entropía’ compensadora,” que “todavía se puede 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 una venta mucho más difícil. Los darwinistas preferirían continuar diciendo: “Nada inusual sobre computadoras, bibliotecas y iPhones de Apple que surgen espontáneamente en un planeta estéril”. 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 laicos aceptarán tonterías si se les dice que es el consenso científico porque pensarán: “Si tantos científicos inteligentes creen en algo, no puede ser tan tonto como parece”. Si no hacen nada más, mi artículo en Physics Essay tiene un propósito: cualquiera que lo lea (especialmente la segunda página) nunca lo volverá a pensar.


Artículo publicado originalmente en inglés por Granville Sewell

Foto: The Sun, por NASA / SDO (AIA) [dominio público], a través de Wikimedia Commons.