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Entropia e Segunda Lei da Termodinâmica, pt. 1

Autor: Pedro Almeida

Colaboração de Rodrigo Veras e Eli Vieira, do Evolucionismo.org

A segunda lei da termodinâmica, cujo enunciado clássico afirma que a entropia de um sistema macroscópico isolado sempre tende a aumentar, sempre surge em círculos de discussão sobre a validade da Teoria da Evolução (TE), com o intuito de invalidá-la, ao assumir que o acréscimo temporal de complexidade dos sistemas vivos seria uma violação prática desta lei: o inevitável aumento de entropia inviabilizaria o aumento de complexidade durante a evolução, já que associam aumento de entropia com aumento da desordem e evolução com aumento da ordem. Muitos destes argumentos se baseiam num conhecimento raso sobre a entropia, que, aliás, além de ser baseada em uma enunciação ambígua, é um conceito pouco intuitivo. De fato, como já me foi sugerido, quando alguém levantar a questão da segunda lei como argumento contra a TE, pergunte ao proponente quais são as outras três leis da termodinâmica. A probabilidade é de que você fique sem resposta. Em resumo, há de se ter muita cautela em invocar a entropia para justificar algo que não esteja totalmente contido no escopo dos processos de troca de calor, como será discorrido.

Apesar de constituir um erro de raciocínio e conceituação, o argumento é recorrente (http://evolucionismo.org/profiles/blogs/termodinamica-e-evolucao-o?xg_source=activity). A primeira falha do argumento é o fato de seres vivos não serem sistemas isolados: nem sequer a Terra é assim. Em teoria, somente a totalidade do universo seria considerada um sistema isolado (http://en.wikipedia.org/wiki/Isolated_system). Seres vivos constantemente aumentam a complexidade de seus sistemas, através do simples crescimento, ou, mais genericamente, pelo desenvolvimento ontogenético (http://en.wikipedia.org/wiki/Ontogeny), com a retirada de energia do ambiente e outras formas vivas, que por sua vez vem de outras fontes, a mais evidente sendo o Sol. Neste sentido, o aumento de entropia do Sol ao consumir hidrogênio durante a fusão nuclear compensa a redução de entropia local das moléculas de glicose produzidas na fotossíntese, sem prejuízo à segunda lei.

Segunda falha, aumentos de entropia nem sempre constituem desorganização e tendem à menor complexidade: a organização complexa das moléculas de água em flocos de neve (http://www.google.com.br/images?hl=pt-BR&safe=off&client=firefox-a&hs=bxJ&rls=org.mozilla:pt-BR:official&q=snowflake+fractal&um=1&ie=UTF-8&source=univ&ei=Dxw7TIKnD42JuAfy1b2jBA&sa=X&oi=image_result_group&ct=title&resnum=1&ved=0CCgQsAQwAA) é resultado da perda de calor para o ambiente no processo de congelamento, portanto aumento de entropia do floco em si, resultando nas belíssimas e altamente complexas figuras geométricas e fractais que são observados.

Citando fractais, dentro da teoria do caos, ainda, há respaldo a este tipo de argumento: um sistema caótico é visto como de um nível de complexidade extremamente alto que fica impossível de formalizar, como o clima e os sistemas financeiros. Caos determinístico e complexidade não são mutuamente excludentes, nesta visão, em que sistemas dinâmicos também podem exibir padrões emergentes auto-organizados – como os sistemas complexos adaptativos. Em poucas palavras, sistemas caóticos são apenas aqueles que apresentam forte sensibilidade às condições iniciais, divergindo exponencialmente a partir de minúsculas diferenças nas variáveis de contorno (http://en.wikipedia.org/wiki/Complex_systems#Complexity_and_chaos_theory) (http://order.ph.utexas.edu/chaos/), e não uma bagunça generalizada.

O Design Inteligente (DI) já não se sairia muito bem com a termodinâmica: primeiro, porque “criar” coisas é uma clara violação da primeira lei (http://en.wikipedia.org/wiki/First_law_of_thermodynamics). Mas vamos assumir que não se crie, mas direcione-se o desenvolvimento, o que seria menos absurdo. Quanto à segunda lei, é evidente que um designer na natureza agiria como um grande “agente redutor de entropia”, ou seja, assim como acontece no experimento mental do Demônio de Maxwell (http://en.wikipedia.org/wiki/Maxwell%27s_demon), a redução local de entropia dos seres vivos sendo “criados” teria que implicar num aumento da entropia na informação retida pelo designer, de algum modo. Para contornar os problemas de limites de retenção de informação, ou explicar o aumento de entropia no designer em si sem que ele reduza sua complexidade ou tenda a equilíbrio, cessando sua existência como entidade projetista, os proponentes do Design acabam por defini-lo como uma entidade sobrenatural, que não está, no final das contas, limitada, e, portanto submetida, às leis naturais.

Por que estes proponentes deveriam argumentar, portanto, que o DI substitui a explicação naturalista da TE? Isto só evidencia que o DI se baseia em fé e não é ciência, pois não se submete às mesmas limitações que todo o resto da ciência está submetido. O DI é, de fato, criacionismo e mitologia porcamente vestidos de ciência, não falseando a TE e ainda por cima propondo uma explicação ainda mais complexa à origem das espécies. Tudo o que o DI tem são analogias não generalistas e uma hipótese, por sinal, muito ruim: o argumento do desígnio. E como costumo dizer, analogias não provam nada, somente tentam explicar uma hipótese ou ponto que não se consegue ou não se quer evidenciar formalmente. O Design, entre outras “saídas” sobrenaturalistas, funciona como uma forma de admitir que algo não tem explicação racional e passível de investigação posterior e aprofundamento, sendo no final das contas uma estagnação científica e uma satisfação com a falta de explicação, ainda por cima embasando o refúgio mental que é todo sobrenaturalismo.

Como notado por Adami (http://www.kgi.edu/Documents/BE2002.pdf), usando o conceito de entropia informacional, “a seleção natural pode ser vista como um filtro, um tipo de membrana semipermeável que deixa a informação fluir para dentro do genoma, mas impede-a de fluir para fora. A respeito disto, a ação da seleção natural é muito parecida com aquela do dispositivo conhecido como Demônio de Maxwell na física, implicando que a seleção natural pode ser também bem compreendida pela perspectiva da termodinâmica”. Entre TE e DI, a diferença é que a redução da entropia causada pelo processo de seleção natural é compensada pela energia retirada do ambiente, enquanto propor um ser que ativamente seleciona e direciona a evolução das formas de vida, além de uma hipótese mais complexa, cria a lacuna de explicar de como este ser, em si, foge da tendência ao equilíbrio termodinâmico. E também que uma se baseia num PROCESSO NATURAL e o outro num SER SOBRENATURAL. Difícil engolir seco assim, só por fé.

Muito disto nos leva a reconhecer que a seleção natural é um manejo egoísta da energia disponível no ambiente que somente leva o sistema global (i.e., o universo) ao estado de entropia alta mais rapidamente – o que está de acordo com a segunda lei, ao mesmo tempo em que demonstra que isto seria até mesmo mais plausível de acontecer. O que faria o sistema tender mais rapidamente ao equilíbrio termodinâmico: deixá-lo incorrer disto ao longo do tempo naturalmente ou possuir um processo (aqui, a seleção natural) que reduz localmente a entropia à custa de aumentá-la globalmente de forma acelerada, dada sua inerente ineficiência de conversão? A seleção natural, entre outros processos similares de “redução local por aumento global acelerado”, passa a parecer uma regra e não uma exceção no universo. A formação de estrelas é outro exemplo de processo similar, um modo de “consumir” a energia de forma mais rápida. E, quem sabe, também explica o porquê de haver “algo” no lugar do “nada”, sem ser necessário assumir um objetivo divino.

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6 comentrios

  1. […] This post was mentioned on Twitter by Pedro Almeida, Pedro Almeida. Pedro Almeida said: Radiação de Fundo: Entropia e Segunda Lei da Termodinâmica, pt. 1 http://is.gd/iHjVe […]

  2. Rodrigo says:

    Oi, Pedro. Ficou muito bom o texto. Desculpe por deixá-lo na mão e colaborar tão pouco. O mérito é todo seu.

    Abraços,

    Rodrigo

  3. Pedro Almeida says:

    q isso rodrigo, sua participação foi vital pra me evitar de falar asneira. abraços

  4. Hudson Lacerda says:

    Muito bom esse texto. Parabéns!

  5. Gustavo Gollo says:

    como um vegetal aumenta a entropia do sistema? a absorção de luz pelo oceano, por exemplo, não faria isso em mais alto grau?

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