4320285-6519569.jpg

Información y Entropía: la concepción atomista del mundo y la mecánica estadística

Seguimos haciendo referencia en este post a la época gloriosa en la que los hombres llevan a cabo la formulación de la segunda ley de la termodinámica e introducen en las explicaciones generales sobre la Naturaleza existentes, el atomismo, la estadística y la probabilidad. La física que desde Newton era mecánica, determinista y se ocupaba de asuntos físicos predecibles, va a cambiar de forma radical. El mundo se aparece entonces a los hombres menos estable de lo que se creía y hasta cierto punto se introduce relatividad e inseguridad en su pensamiento y en su vida. Además, claro está, de crearse dificultades adicionales para el entendimiento de los fenómenos naturales. La Teoría de la Evolución de Darwin establecida en su obra “El origen de las especies por medio de la selección natural, o la preservación de las razas preferidas en la lucha por la vida”, publicada en 1859, es decir, como unos cuarenta años antes de la época a que nos referimos abajo, puede que fuera un primer aldabonazo de atención en cuanto a que las cosas en nuestro mundo no eran tan simples y tan determinadas como creíamos. Para el tema general de este blog que es la consciencia y su relación con la tecnología, todo lo que suponga mayor conocimiento y mayor claridad sobre nuestro mundo redunda en beneficio de mayores niveles de consciencia y de inteligencia. Por eso nos detenemos en estas cuestiones.

Son curiosas las posturas de los dos último científicos mencionados en el post anteror, sobre todo teniendo en cuenta que JJ Thomson (1856 – 1940), Premio Nobel de Física de 1906, había descubierto el electrón tempranamente en su vida e hizo sus aportaciones a la teoría atómica bastante antes de 1914. Sus seguidores en los Laboratorios Cavendish de Cambridge, Ernest Rutherford (1871 – 1937), neozelandés, Premio Nobel de Química de 1908, y Niels Henrik David Bohr (1885 – 1962), continuaron la obra de este segundo Thomson y avanzaron en el conocimiento de la materia. El primero, tras descubrir el núcleo del átomo construyó el primer modelo de átomo que fue admitido como válido durante muchos años. El segundo, danés de nacimiento y profesor de la Universidad de Copenhague desde 1916, tras completar sus estudios y trabajar en el Reino Unido, hizo grandes contribuciones al conocimiento de la estructura del átomo y a la teoría cuántica de la materia.

De una forma u otra Ludwig Edward Boltzmann (1844 – 1906), gran físico austriaco, iniciador de la mecánica estadística y creador de la llamada constante de Boltzmann, conocida como constante H y muy importante en termodinámica, fue el que abrió el camino a una interpretación correcta de la entropía. Lo hizo al adoptar claramente el atomismo, al explicar el calor en términos de movimiento de los átomos y al introducir la probabilidad en las explicaciones de la física, algo absolutamente novedoso para la época, y por lo que recibió muchas críticas.

Fue muy osado al relacionar la entropía con el número de configuraciones de los átomos de un sistema (un gas en cerrado en un recipiente, por ejemplo) y al tratar de medirla igualándola al logaritmo del número total de configuraciones posibles.

Aproximadamente en la misma época, Willard Gibbs (1833 – 1903), físico americano que contribuyó de forma destacada a la creación de los fundamentos teóricos de la termodinámica, concibió la teoría mecano-estadística de la materia y aplicó el enfoque puramente probabilístico y estadístico para explicar la entropía. Cualquier sistema con una enormidad de partículas, aunque pueda aplicarse en él las leyes del movimiento, al final dichas partículas se comportarán de manera aleatoria y caótica y las leyes que primarán en cuanto al estado del sistema serán las probabilísticas.

Eran los tiempos, no lo olvidemos, en los que el botánico inglés Robert Brown (1773 -1858) había observado al microscopio suspensiones de partículas diminutas y había comprobado que se movían de manera totalmente aleatoria. El mismo Albert Einstein (1879 – 1855), adoptó la teoría del movimiento browniano y creía en la constitución atómica de la materia. Fue por cierto un partidario incondicional de Boltzmann, como muy bien nos dice Arieh Ben – Naim en su libro.

Este autor, cuyo libro hemos utilizado ampliamente en las explicaciones dadas, es el que nos da al final del mismo las interpretaciones más adecuadas de la entropía. Son tres las que propone: 1) la asociación de la entropía con el desorden; 2) la asociación de la entropía con la información perdida, y 3) La asociación de la entropía con la “flecha del tiempo”.

Al hacerlo se sitúa totalmente en la línea del capítulo 9 del libro de Gleick, La Información, con el que hemos comenzado nuestros comentarios sobre la entropía realizados en los tres posts anteriores.

Antes de ello indica que en un contexto de interpretación macroscópica de la materia, como era la que imperaba en los tiempos de Carnot, Clasius y Kelvin, la segunda ley de la termodinámica resultaba inexplicable. Sólo cobraron sentido, la segunda ley y la entropía, a partir de la interpretación atomista de la materia y a partir de la introducción de la probabilidad en la física.

Por cierto que Ben Naim se declara totalmente partidario de Shannon como también hemos visto que lo hace James Gleick.

Tags:
0 shares
Doctor Ingeniero del ICAI y Catedrático de Economía Aplicada, Adolfo Castilla es también Licenciado en Económicas por la Universidad Autónoma de Madrid, Licenciado en Informática por la Universidad Politécnica de Madrid, MBA por Wharton School, Master en Ingeniería de Sistemas e Investigación Operativa por Moore School (Universidad de Pennsylvania). En la actualidad es asimismo Presidente de AESPLAN, Presidente del Capítulo Español de la World Future Society, Miembro del Alto Consejo Consultivo del Instituto de la Ingeniería de España, Profesor de Dirección Estratégica de la Empresa en CEPADE y en la Universidad Antonio de Nebrija.

Deja tu comentario