De como el desorden siempre crece

Asi como la primera ley de la termodinamica se ocupa de la conservacion y aditividad de la energia, la segunda ley se ocupa de la “direccionalidad” de la energia en los procesos a traves del concepto de entropia.

Para llevar a cabo lo que se llama trabajo mecanico requiere energia de alguna forma. Los motores electricos usan energia electrica, los cohetes usan energia quimica etc. Una utopia ingenieril consiste en la posibilidad de construir moviles perpetuos de segunda especie; el mismo basaria su operacion tomando la energia sobrante en el ambiente que le rodea. Bombear agua del oceano a cierta temperatura, extraer toda su energia y luego arrojar los tempanos de hielo de vuelta al mar, si no se viola la primera ley, ?por que no?.

Es conocido experimentalmente que una transaccion de este tipo no ocurre nunca. Es asi como el proceso de flujo de calor desde un cuerpo frio a un cuerpo mas caliente nunca ha sido observado. Seria equivalente a que una concha de huevo se reconstruyera espontaneamente una vez rota, o los fragmentos de una bomba se reintegrasen en pleno vuelo. La razon tiene que ver con el crecimiento el desorden en todo sistema, el mismo no puede ser observado sin ayuda ya que ocurre a nivel microscopico, en los atomos y las moleculas. Dada la naturaleza estadistica de los sistemas termodinamicos, se usa una medida llamada probabilidad para caracterizar las posibilidades de ocurrencia de determinado proceso. De tal modo, en general a el flujo de calor de objetos menos calientes a objetos mas calientes se le asigna una probabilidad muy pequen~a, la cual puede interpretarse como que habria que esperar un tiempo muy largo para ver que sucedan, en general ese tiempo seria mas largo que el tiempo intrinseco del sistema.

Un ejemplo extremo lo constituye las pesas que de repente y espontaneamanete se elevasen a tal altura, que para atender a la conservacion de la energia, deberian bajar su temperatura y la de los alrededores hasta el cero absoluto. Para visualizar la imposibilidad de esto; a temperatura ambiente, la probabilidad de convertir una sola caloria completamente en energia potencial, es menor que la probabilidad de que la tribu de monos del post anterior escriban las obras completas de Shakespeare machacando aleatoriamente las teclas de una maquina de escribir.

Asi que entropia es igual a desorden, no podemos medirla per se, pero si podemos medir su cambio y la segunda ley de la termodinamica estipula que para que un proceso sea probable, el mismo debe hacer que el cambio de entropia sea positivo o al menos sea igual a cero. La entropia no se conserva sino que tiende a incrementarse con el tiempo, sin embargo la misma es aditiva, es decir, la entropia total de un sistema, es igual a la suma de las partes del sistema.

?Como se conectan todas estas definiciones en el estudio de la cibernetica, objetivo principal de esta serie?

Pues bien, Claude Shannon, en su problema de la transmision de la informacion a traves de un canal ruidoso descubrio que el promedio de unidades de informacion necesarias para comunicar un evento incierto (en el sentido de que no ha sido decodificado) es proporcional a la entropia de la incertidumbre de dicho evento. En pocas palabras, ?cuanta informacion podemos comprimir de manera tal que no se pierda en el ruido del canal de transmision?.

Uno de los ejemplos que me vienen a la mente, es el de todos conocido rumor de oficina, ?cuanto de la informacion original existe en la informacion que llega a nuestros oidos?, ?cuanta de la informacion original se halla sumergida en el ruido causado por el canal? Shannon nos dice que es proporcional a la entropia; en este caso la misma se mediria por el numero de personas que transmitieron el mensaje. Una sugerencia es la de utilizar energia para reducir el desorden local de nuestro Universo, !corran a ordenar ese escritorio amigos!

KeyWords: “Termodinamica”; “Teoria de la Informacion”; “Cibernetica”; “Shakespeare”

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: