dS/dt ≥ 0. Il secondo principio

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dS/dt ≥ 0. Il secondo principio
Marco Malvaldi
Scienza (fisica, chimica)
Il Mulino Bologna
2021
Pag. 135, euro 12

Nel tempo e nello spazio. Sempre e ovunque, probabilmente. La formula è scritta nel titolo, la sua traduzione dice più o meno: “in un sistema isolato l’entropia è una funzione non decrescente nel tempo”, o aumenta o resta eguale, dal che ne vien fuori che l’entropia dell’universo fisico o di un qualsiasi sistema isolato è destinata ad aumentare nel tempo. Questo dice in sostanza il secondo principio della termodinamica, una delle poche formule veramente figlia del pensiero collettivo, che ha attraversato quasi due secoli lungo i quali ha rivelato gradualmente la sua natura, differente dal disordine cui viene talora superficialmente assimilata. Sistema isolato? Entropia? Funzione? Aumenta? Beh, si parla di noi, di quel che abbiamo intorno, dei fenomeni fisici e chimici qui e altrove, dei connessi fattori biotici e abiotici di ogni ecosistema. Tutto nacque da un problema pratico relativo a due processi, quello legato al calore e quello legato al lavoro. Il calore è un trasferimento di energia che causa una variazione di temperatura, il lavoro è un trasferimento di energia che causa una variazione di posizione. Trasformare il lavoro in calore è facile, invece trasformare il calore in lavoro risulta molto complicato, non basta una sorgente di calore, serve un’apposita macchina e comunque non è possibile trasferire tutta l’energia e convertire completamente calore in lavoro, la qualità dell’energia è destinata a degradarsi (da cui l’entropia). Gli scienziati ci riflettono da secoli, poi scienziati e imprenditori si applicarono molto all’uopo a fine Settecento, nell’Ottocento e a inizio Novecento ragionando soprattutto prima proprio sulle macchine a vapore, poi su particelle e atomi (e probabilità) e su sistemi più o meno isolati. Così cominciò la termodinamica come scienza: James Watt, Sadi Carnot, James Prescott Joule, Rudolf Julius Emanuel Clausius, Jean Perrin, Ludwig Boltzmann, James Clerk Maxwell, Claude Elwood Shannon, Betty Moore, Josiah Willard Gibbs, lo stesso Albert Einstein.

Il chimico, grande allegro scrittore e notevole multidisciplinare scienziato, Marco Malvaldi (Pisa, 1974) prosegue la sua opera di comunicazione scientifica, parallela all’attività di autore di noir di forte impronta umoristica. Il secondo principio è stato visto da molti come la dimostrazione che tutto è destinato a finire, ma va letto invece come una sfida per il presente a prevedere il futuro con migliore approssimazione: certo, è difficile fabbricare macchine e strutture efficienti, ma questa difficoltà ci spinge a costruirle in modo intelligente e a migliorarle in continuazione. L’autore si concentra sui principi della termodinamica, sul primo agli esordi, sulla formula di svolta del secondo, sul terzo e i seguiti contemporanei. Sfruttando l’organizzazione e la diversificazione della materia a scale diverse, si può utilizzare per i propri scopi il secondo principio. Che sia un essere vivente o una fabbrica chimica, ogni ente complesso sfrutta al meglio le naturali fluttuazioni dell’ambiente in cui si trova grazie al concetto di gerarchia. Ogni dimensione, ogni ingranaggio dà in funzione di quello che può dare: ma grazie alle sue ridotte dimensioni, gli ingranaggi che stanno alla base della vita sono in grado di sfruttare le fluttuazioni per creare ordine dal disordine. Questo “teorema di fluttuazione” ha a che fare anche con l’organizzazione, strato per strato, del nostro organo più delicato: il cervello. Occorre cambiare minimizzando le sorprese legate ai cambiamenti, esterni e autoprodotti. Nel testo vi sono ovviamente molte altre formule, varie definizioni e figure, corredate dal solito stile colloquiale, da continui riferimenti alla propria chimica, da esempi accattivanti, con qualche supponenza di troppo a favore delle scienze fisiche e chimiche, talora disinteresse o fastidio per biologia ed ecologia, o per gli ambientalisti ecologisti. Come caratteristico della bella originale collana, bibliografia ridotta e nessun indice dei nomi.

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