La termodinamica della Vita

La termodinamica della Vita

di Ludovico Polastri

Una delle conseguenze del secondo principio della termodinamica è che, nei sistemi chiusi, ossia che
non comunicano con ciò che li circonda, linformazione microscopica aumenta al diminuire di quella
macroscopica. Il matematico francese E. Borel ha dimostrato però che nessun sistema fisico finito
può considerarsi chiuso. Se si dovesse studiare la dinamica delle particelle di un gas che è stato
disperso in una stanza, priva di porte e finestre, con pareti isolate e molto spesse, il sistema di
molecole non potrebbe considerarsi isolato dal reso dellUniverso in quanto le interazioni
gravitazionali del gas con la stanza, seppur minime, non sarebbero trascurabili. Borel ha calcolato
che il cambiamento di potenziale gravitazionale prodotto spostando di un centimetro un grammo di
materia, posto alla distanza di Sirio, può alterare sostanzialmente lo stato microscopico del gas.
Questa interazione ha lo stesso effetto di una perturbazione casuale che distrugge le correlazioni
tra le velocità delle particelle; la perturbazione disperde quindi linformazione microscopica e
ricrea di continuo le condizioni iniziali necessarie per garantire la degradazione dellinformazione
macroscopica e la crescita dellEntropia termodinamica. Possiamo pertanto concludere che nel mondo
reale linformazione macroscopica si trasforma in informazione microscopica, ma linformazione
microscopica viene distrutta dalle perturbazioni casuali, disordinate. Anche il fenomeno della Vita non sfugge a questa regola, pur avendo tuttavia delle particolarità singolari.

A tal proposito, prima di approfondire il discorso, è opportuno fare un po di chiarezza tra i
termini ordine e disordine. Il disordine è una caratteristica dellEntropia e quindi è da ricercare
come prodotto dei processi deterministici di causa-effetto, mentre lordine è una caratteristica
della Sintropia e dei processi non deterministici che tendono verso degli attrattori collocati nel
futuro; un attrattore pertanto può essere definito come una condizione ordinatrice verso cui è
orientato un sistema. Nel 1963 lo scienziato E. Lorenz, studiando il modello matematico dei fenomeni
meteorologici, si accorse che una minima variazione delle condizioni iniziali produceva uno stato
caotico che, amplificandosi, rendeva impossibile ogni previsione. Nella scienza che studia i
fenomeni caotici, invece, contrariamente a quanto riferito poco sopra, lordine viene invece
associato ai processi deterministici (entropici), mentre il disordine viene associato ai processi
non deterministici (sintropici). In realtà bisogna sottolineare che i sistemi entropici tendono
sempre al disordine, in quanto disgregativi, mentre quelli sintropici tendono allordine perchè
attratti da una causa posta nel futuro che li attira verso una crescente complessità ed
organizzazione. Noi viviamo e siamo collocati in sistemi termodinamici aperti, e non ci deve
meravigliare laffermazione che il mondo, seppur in espansione nel tempo e dunque votato alla
disgregazione, evolva e diventi ad ogni istante sempre più complesso e ricco di informazione. La
mente umana, tuttavia, percepisce erroneamente questo fatto come caos in quanto non è in grado di
osservare direttamente lattrattore posto nel futuro che determina levoluzione di tali sistemi. È
proprio grazie alle cause collocate nel futuro che i sistemi biologici sono obbligati ad effettuare
scelte e lesito di queste scelte è imprevedibile, rendendo così indeterminato il loro svolgimento.

Per comprendere ancor meglio lapplicazione di questi concetti è opportuno citare i differenti
meccanismi che, secondo Schrödinger, producono eventi regolati, ossia: il meccanismo statistico, in
grado di produrre lordine dal disordine ed il meccanismo della Vita che produce ordine dallordine.
Gli esseri viventi infatti sono in grado di concentrare su loro stessi un flusso di ordine, evitando
così di cadere nel caos atomico. È proprio levitare il rapido decadimento in uno stato inerte di
equilibrio che rende misteriosi gli esseri viventi. Per raggiungere questo scopo essi si nutrono e
respirano, cioè scambiano materia ed energia con lambiente, producendo continuamente neg-Entropia,
ossia, come diceva L. Fantappié, Sintropia, tenendosi lontano dalla morte. Quindi il meccanismo con
il quale un organismo si mantiene stazionario a bassa Entropia è quello di assorbire ordine
dallambiente. Ne consegue che possiamo definire e misurare il grado di organizzazione di un essere
vivente in base alla sua Sintropia, ovvero alla sua capacità di introdurre in se stesso il maggior
ordine possibile. Se osserviamo la crescita di un essere vivente a partire dalluovo fecondato,
tutta linformazione necessaria al suo sviluppo è contenuta nei cromosomi; una volta decifrato il
codice genetico presente in essi, possiamo predire la struttura dellorganismo adulto; luovo fecondato contiene quindi tutta la Sintropia dellorganizzazione finale.

Nei processi vitali pertanto appare in modo evidente uno spiccato carattere di finalità, cioè il
passaggio da uno stato disordinato e disperso a stati sempre più ordinati e concentrati vòlti a
realizzare un preciso progetto. Ma poiché abbiamo visto che i fenomeni sintropici sono
caratterizzati per avere degli attrattori, quali cause potrebbero essere sperimentate come
attrattori negli organismi viventi? Ebbene sembra che il possedere emozioni giochi un ruolo
fondamentale per sviluppare il sentimento della Vita, il sentire di vivere ed esserci al mondo.
Una conferma importante a questo riguardo ci è testimoniata dagli studi del neurobiologo A. Damasio
che, studiando i pazienti neurologici colpiti da deficit nellattività decisoria, ha scoperto che
coloro che soffrono di lesioni alle cortecce frontali, non percependo emozioni e sentimenti, non
risultano in grado di effettuare scelte in grado di scongiurare i pericoli, portando allincapacità
di raggiungere consapevolezza sul proprio futuro. Si verifica, utilizzando termini più specifici,
una dissociazione tra capacità cognitive ed il loro utilizzo. Damasio scoprì così che i deficit
nellattività decisoria sono sempre accompagnati da alterazioni nei sentimenti e dallincapacità,
seppur risultino integre le facoltà intellettive, di provare e sentire i vissuti emozionali; le
persone affette da questo deficit sono caratterizzate dal sapere ma non dal sentire. Possiamo
pertanto affermare che negli esseri viventi, lassorbire Sintropia significa assorbire energia positiva, benessere e felicità.

Secondo il modello dei bisogni vitali, uno degli attrattori che ci spinge ad alimentarci di
Sintropia è sperimentato come bisogno di amore. Nel caso in cui questo attrattore non fosse presente
o trovato nel corso della Vita di un organismo vivente i danni prodotti dallEntropia, dal disordine
e dalla sofferenza che lessere sarebbe costretto a sopportare, sarebbero così gravi che lo
condurrebbero alla morte. Un altro attrattore necessario per la sussistenza dellessere vivente è il
bisogno di significato. Riprendendo nuovamente la similitudine termodinamica (non dimentichiamoci
mai che ogni essere vivente è una macchina termodinamica), mentre lEntropia porta lUniverso a
gonfiarsi verso linfinito, la Sintropia porta la coscienza dellessere vivente ad essere piccola e
localizzata. Ora, se si confrontano con linfinità dellUniverso, gli esseri coscienti scoprono di essere zero, una nullità:

Io