Prati, pascoli e paesaggio alpino - SoZooAlp

Fausto Gusmeroli
invece durante i processi di degrado e disfacimento, come, ad esempio, nella morte di
un organismo.
In ragione del secondo principio della termodinamica, all’importazione di entropia
negativa da parte del sistema viene a corrispondere un equivalente aumento di entropia
all’esterno. Il sistema e il suo contorno possono sempre essere immaginati come un unico
sistema, la cui entropia tenderà pertanto ad aumentare per effetto del flusso energetico,
rendendo irreversibili le modificazioni. Solo se il contorno è, a propria volta, un sistema
aperto che può ricevere energia da un altro contorno, si potrebbe avere reversibilità. In
quest’evenienza, aumenterà però l’entropia del nuovo sistema formato dai tre sistemi e
così via, in un catena aperta. L’aumento di entropia e le relative modificazioni irreversibili
stabiliscono così il procedere naturale degli eventi e l’unidirezionalità del tempo.
L’entropia di un sistema può essere misurata come disordine molecolare per mezzo
della formula elaborata dal fisico austriaco Ludwig Boltzmann:
S = - Kb å pi log pi
dove: pi = probabilità dell’evento i
Kb = costante di Boltzmann
La formula evidenzia la stretta analogia, dimostrata in molti studi di cibernetica, che
sussiste tra i concetti di entropia, ordine e informazione 6 . Valori crescenti descrivono stati
di maggiore probabilità e disordine, dati da una disposizione prevalentemente casuale
degli elementi, cui viene a corrispondere bassa informazione e bassa capacità di compiere
lavoro. Quando l’entropia è massima, anche il disordine è massimo (caos) e non vi
è nessuna possibilità di acquisire informazioni e compiere lavoro. Quando, al contrario,
l’entropia è bassa, si ha una situazione ordinata, poco probabile e molto informativa, una
situazione cioè ricca di discontinuità e favorevole all’utilizzo dell’energia, dove le relazioni
tra gli elementi non sono casuali, ma rispondono a precise regole che, a differenza
di quanto accade nelle situazioni caotiche, ne consentono una descrizione sintetica 7 .
Il secondo principio della termodinamica può pertanto essere espresso anche in funzione
dell’ordine e dell’informazione. Si può cioè affermare che ogni sistema lasciato
a se stesso tenderà in media a raggiungere lo stato di massima probabilità, ossia il più
disordinato, o che ogni processo spontaneo che si realizza in un sistema isolato dà come
risultato una diminuzione di informazione. Nei sistemi aperti, l’acquisizione di neg-en-
6 Per illustrare la formula, Boltzmann utilizzò il famoso esempio della scatola divisa da una parete immaginaria
in due scomparti uguali e contenente otto molecole numerate in movimento. Sono possibili cinque stati differenti
nella ripartizione delle molecole tra i due comparti, ossia tutte le molecole collocate in uno scomparto, una in
uno scomparto e sette nell’altro, due e sei, tre e cinque, quattro e quattro. Per ogni stato sono poi possibili varie
configurazioni (microstati o complessioni), di numero crescente quanto minore è la differenza di molecole tra i due
scomparti. I microstati saranno uno solo con tutte le molecole collocate in uno scomparto, otto con una molecola in
uno scomparto e sette nell’altro e via crescendo fino ad un massimo di settanta nella situazione di equiripartizione.
Minore è il numero di microstati, minore è la probabilità che si verifichi quello stato e maggiore è l’ordine. Il
massimo ordine, altamente improbabile, è dunque dato dalle otto molecole in un solo scomparto, quello minimo
(massimo disordine) dallo stato, altamente probabile, di equiripartizione. L’entropia è così definita in termini di
disordine e probabilità.
7 Un semplice esempio è quello di due stringhe numeriche: 0101010101 e 0010111010. La prima può essere
sintetizzata con cinque volte 01, mentre la seconda non è riducibile ad una formula più breve della stringa stessa.
Essa ha un’entropia maggiore della prima o, se si preferisce, è più disordinata, più probabile e meno informativa.
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