Znamy z życia dwa podstawowe wszechobecne procesy, które często przeciwstawiamy sobie, ale czasem łączymy. Nazywamy je psuciem i naprawianiem, niszczeniem i budowaniem, śmiercią i życiem, rozpraszaniem i zbieraniem. Fizycy używają ogólnego określenia "entropia" na rozpraszanie, śmierć i gnicie. Prawda, którą znamy i rozumiemy wszyscy pod postacią: "wszystko gnije" lub "wszystko się psuje" fizycy nazywają "drugą zasadą termodynamiki" lub "prawem wzrostu entropii".
O wiele rzadziej fizycy mówią o prawie rozwoju, które nazywają "paradoksem" a nie "zasadą". Mimo że jest to prawo równie oczywiste i statystycznie konieczne, jak prawo psucia. Dlaczego fizycy wolą opowiadać o prawie wzrostu rozproszenia, a nie lubią prawa wzrostu złożoności? Aby to zrozumieć, trzeba przypomnieć sobie podstawy: O czym mówią te prawa?
Prawo wzrostu rozproszenia mówi o tzw. "układzie izolowanym", w którym wszystko się psuje, gnije i umiera. Prawo wzrostu złożoności mówi o tzw. "układzie otwartym", w którym powstaje życie lub inne podobne struktury zbierające energię z otoczenia. I w tym miejscu dochodzimy do prawdziwego paradoksu. Otóż układy izolowane nie istnieją - to abstrakcja wymyślona przez fizyków po to, aby łatwo było mówić o czymś trudnym.
Zobrazuję to na przykładzie dymu. Przez otwarte okno wlatuje ci do mieszkania kłąb dymu. Zamykasz okno, aby móc popisać się swoją wiedzą fizyczną. Mówisz, że potrafisz przewidzieć przyszłość - że wiesz, iż ten kłąb dymu rozwieje się i zniknie: "Z nauki fizyki dowiedziałem się, że entropia na pewno wzrośnie, więc wnioskuję z tego, że ten kłąb dymu zniknie - rozproszy się i zmiesza z powietrzem stając się integralną częścią atmosfery mojego mieszkania". Gdyby go któryś z gości chciał skonfundować, to by spytał: "A po co zamknąłeś okno"?
Gdyby nie zamknął okna, to przez okno mógłby wpaść kolejny kłąb dymu i połączyć się z tym, który wpadł wcześniej i prawo entropii nie zadziałałoby... ale czy na pewno? Każdy z nas przecież rozumie, że każdy kłąb dymu musi się rozproszyć, mimo że dołączają do niego kolejne kłęby dymu. Wiemy doskonale, że rozpraszanie jest wszechobecne we wszystkich układach (otwartych, gdyż izolowane nie istnieją). Po co więc fizycy wymyślili nieistniejące układy izolowane? Dlaczego nie chcą mówić o rozpraszaniu w układach rzeczywistych?
Pierwsza odpowiedź, jaka się nasuwa, to trudność w wyjaśnieniu, skąd się bierze dym za oknem. Trzeba np. wyjrzeć przez okno i wypatrzyć źródło dymu. Łatwiej jest zamknąć okno i mówić o tym, że dym się rozproszy. Tak samo łatwo jest mówić o tym, że wszystko się psuje. Trudniej jest wyjaśnić, dlaczego cywilizacja rozkwita i wszystko staje się coraz lepsze.
Jak sformułować prawa wzrostu entropii i złożoności w układach otwartych (czyli w prawdziwym świecie)? Proponuję zmienić podejście: "O czym mówią te prawa"?. Zamiast mówić "w układzie" proponuję mówić "w zasięgu układu". Prawo wzrostu entropii w takim ujęciu pokazuje ciekawsze oblicze, oczywiście znane fizykom, ale poza tym mało znane. Otóż entropia w zasięgu układu nie tylko że zawsze rośnie, ale rośnie tym szybciej, im więcej złożoności znajduje się w układzie. Wzrost złożoności w układzie jest tym szybszy, im więcej energii przetwarza układ.
Na zakończenie mam spostrzeżenie. Niektórzy ludzie wolą narzekać, że wszystko się psuje. Inni wolą się cieszyć, że wszystko jest coraz lepsze. Z jednej strony konserwatywni pesymiści, z drugiej strony postępowi optymiści. Warto jednak rozumieć, że obie strony jednocześnie mają rację. Zdrowie się psuje, ale kolejne pokolenia żyją coraz dłużej. Komputery się psują, ale można je naprawiać, rozbudowywać, zastępować... i komputery stają się coraz lepsze. Ludzie pośrodku - myślący - widzą obydwie strony medalu - czasem narzekają na zepsucie, czasem się cieszą, że jest coraz lepiej.
Komentarze
Pokaż komentarze