L’altre dia estava fent una classe de termodinàmica de segon de batxillerat i vaig introduir el concepte entropia. L’entropia, per a dir-ho ras i curt, és aquella magnitud termodinàmica que serveix per a mesurar el grau de desordre d’un sistema. Té una utilitat enorme perquè ve a explicar per què sovint es produeixen de forma espontània reaccions que, per qüestions estrictament energètiques, no s’haurien de produir. Un exemple en seria l’evaporació de la suor sobre el nostre cos: és un procés endotèrmic que es produeix de forma espontània. Els processos endotèrmics són aquells que absorbeixen energia tèrmica quan tenen lloc. En el cas de la suor, per exemple, la seva utilitat procedeix exactament d’aquesta qualitat: quan s’evapora absorbeix temperatura de la superfície del nostre cos, refrigerant notablement el nostre organisme.

Però tornem al tema, que em despisto. Si una reacció química requereix energia no hauria de tenir lloc a no ser que se li afegís al sistema aquesta energia que necessita. I llavors què és el que provoca que la suor s’evapori sobre la nostre pell? Doncs que l’univers té tendència a crear desordre. Això és el que ens ensenya la segona llei de la termodinàmica: que l’entropia (és a dir, el desordre) sempre anirà en augment en un sistema aïllat. De fet, això que us explico és una cosa força evident i que tots estem farts d’observar en la nostra vida quotidiana. Posem d’exemple la TEVA habitació: Si TU no hi dediques un temps i un esforç concret i ben dirigit, la teva habitació s’anirà desordenant progressivament fins a convertir-se en un gran cúmul de caos. Per què és així? Doncs perquè la combinació d’elements que tu consideres “ordre” és, d’entre totes, únicament una; mentre que la resta de combinacions, que tu consideres “desordre” són literalment infinites.

Entropia a tope. Però això no és res comparat amb les habitacions dels meus alumnes adolescents.

Llavors, l’univers tendeix al caos i no hi podem fer res? – Em preguntava un alumne.

Resposta: No ben bé. En l’exemple anterior ja us havia donat la resposta a aquesta pregunta. L’habitació es desendreça per si sola, però TU ets capaç de tornar-la a endreçar. I per què ets capaç de fer una cosa així? Doncs perquè presentes una característica anòmala d’aquest univers: tens vida. Ni us en heu adonat i acabo de saltar de la classe de química a la de biologia (afortunadament els alumnes d’una i altra classe són exactament els mateixos). Efectivament, després de donar-li moltes voltes a la definició de què és la vida i de descartar la majoria de definicions de diccionari que funcionen per negació (vida és la qualitat d’allò que no està mort i mort és allò que no està viu) en James Lovelock, en l’elaboració de la seva Hipòtesi Gaia, va definir la vida com aquella qualitat que presenten els sistemes capaços de generar entropia negativa (però d’això i de la Hipòtesi Gaia ja en parlarem en un altre post). És a dir, es pot dir què és viu tot allò que sigui capaç d’invertir energia per tal de generar ordre. Això és el que fem els éssers vius, és el nostre rotllo, buscar fonts d’energia que consumim per tal de generar estructures complexes (ergo, més ordenades).

Creieu que està viva? En té pinta, no?

Arribats a aquest punts el meu alumne em pregunta:

Si l’univers tendeix al caos i nosaltres tendim a generar ordre… Vol dir això que l’univers conspira contra nosaltres?

Efectivament, així és. Des de que naixem l’univers intenta matar-nos, obligar-nos a que deixem d’emprenyar-lo generant ordre, perquè l’ordre genera heterogènia, i a l’univers li encanta l’homogènia. De fet, la única cosa que pots tenir clara des del moment en que neixes és que moriràs. És una batalla perduda, doncs? No del tot.

Està clar que la vida és una qualitat anòmala que presenta l’univers, i contra la que l’univers lluita amb totes les seves forces, però també és cert que la vida, tot i ser anòmala, és inevitable. És a dir, sota determinades circumstàncies la vida sempre tindrà lloc. Hem de recuperar l’experiment de Stanley Miller en que va ser capaç de crear aminoàcids en un matràs recreant les característiques de l’atmosfera terrestre de fa 4000 milions d’anys.

L’experiment de Miller és molt senzill i genial a l’hora. Al principi va ser desacreditat, però cada cop se’l considera més concloent.

Els aminoàcids són les molècules precursores de les proteïnes, que són al seu torn les molècules precursores de les cèl·lules. I la cèl·lula, com ja sabeu, és la unitat mínima de la vida. És a dir, si recrees les condicions adequades i tens paciència, arribarà un moment en que, de pura casualitat estadística, una de les combinacions possibles de les molècules, gràcies a l’aportació d’energia d’alguna guspira elèctrica generada a l’atmosfera, és capaç de crear entropia negativa, rient-se a la cara de la segona llei de la termodinàmica, i ordenar-se en un aminoàcid. Si tens encara una mica més de paciència els aminoàcids s’ajuntaran i formaran proteïnes, i si esperes encara una mica més (amb uns 700 milions d’anys n’hi hauria d’haver prou), tindràs una cosa semblant a una cèl·lula. Per tant, la vida, que és una anomalia d’aquest univers, és provocada de forma inevitable pel propi univers a través de les circumstàncies que recrea en alguns dels seus planetes. O sigui que potser l’univers no ens odia, després de tot.

Però la gran pregunta, la que ens fa explotar el cap i que no para de fer-me el meu alumne, és:

Però com pot ser que un grapat de proteïnes estiguin vives quan estan juntes, si totes elles per separat no presenten vida?

Aquí és a on volia arribar des de bon principi. Així és, estimats lectors, tot el que precedeix no era més que una introducció al tema del què us volia parlar: l’emergència.

Si mires la tele de forma més o menys recorrent trobaràs l’Helena García Melero que et dirà que per a qualsevol emergència truquis al 112.

Fer un bon ús de la termodinàmica és: responsabilitat de tots

Si busquem al diccionari de l’enciclopèdia catalana la paraula emergència hi trobem 3 definicions:

  • Acció d’emergir.

  • Esdeveniment greu i imprevist que demana una actuació immediata.

  • Part sobresortint.

Normalment la que ens ve al cap en sentir la paraula és la segona definició. Però en aquest cas ens centrarem molt més en la primera. Quan parlem d’emergència, en el context que ens ocupa, ens estem referint a l’aparició d’unes qualitats noves en un conjunt que no presentava cap dels seus elements per separat.

L’emergentisme apareix com a concepte filosòfic a Anglaterra durant el s.XIX, tot i que ja havia tingut nombrosos precedents al llarg de la història. En realitat apareix precisament amb la polèmica que pretén definir la qualitat de la vida. L’emergentisme és el tercer corrent filosòfic en discòrdia entre el vitalisme i el mecanicisme. Els vitalistes defensaven la presència d’un element diví, un impuls vital (élan vital) en els éssers vius que els diferenciava dels éssers inanimats, mentre que els mecanicistes reduïen les propietats dels éssers vius als simples processos químics i físics que els conformaven. Els emergentistes, per la seva banda, influenciats per John Stuart Mill (que en realitat era un utilitarista), defensen a través de les lleis heteropàtiques, que els components d’un conjunt presenten unes qualitats que no presenten per separat cap dels elements que el formen. L’aigua, per exemple, presenta unes propietats que no presenten ni l’oxigen ni l’hidrogen per separat.

A principis del segle XX l’emergentisme viu un auge inusitat però perd força i cau en l’oblit fins que de nou, als 90 del s.XX torna amb més força que mai per intentar donar resposta a conceptes moderns com ara les teories de sistemes ecològics, la teoria del caos o donar un sentit a la intel·ligència artificial.

Si ajuntem un munt de molècules inorgàniques podem formar un aminoàcid, i si ajuntem un grapat d’aminoàcids farem una proteïna. La proteïna presenta unes propietats estructurals específiques que no tenien els aminoàcids. Ajuntant un bon grapat de proteïnes pots fer una cèl·lula, i en aquest cas la propietat emergent del conjunt és la pròpia vida! Ajuntant uns quants trilions de cèl·lules pots fer un organisme pluricel·lular. Quina és la propietat emergent en aquest cas? La consciència. I què passa si agrupes un munt d’éssers conscients? Apareix una societat, amb una intel·ligència i una capacitat de treball col·lectiva que ens ha permès als éssers humans arribar fins i tot a la Lluna.

Les propietats emergents dels conjunts s’expressen de diferents maneres, de maneres curioses que tot sovint ni tan sòls són tangibles. La vida o la consciència no ho són, ni una societat tampoc, però això no vol dir que no siguin reals, ja que les conseqüències de les seves accions són ben reals. Les lleis, per exemple, són conseqüència de l’organització en societats, i no són tangibles, però tots sabem com de cruentes en poden arribar a ser les seves conseqüències.

És molt probable que l’emergència sigui una altra de les propietats d’aquest univers que conspira per acabar amb la nostra dèria per l’ordre, però la ciència encara no és capaç de mesurar aquesta propietat de forma satisfactòria, de manera que, de nou, ens toca mirar a la filosofia en busca de respostes. La filosofia sempre assenyala el camí de la ciència amb raonaments lògics mentre restem a l’espera de raonaments empírics.

Què ens ensenya l’emergentisme? Que la suma dels esforços coordinats i en cooperació sempre serà molt superior al total dels esforços que podrien arribar a desenvolupar tots els individus coordinats per separat. Que si volem treure el millor de nosaltres mateixos hem d’aprendre a treballar en equip. I sobretot, que hem d’aprendre a comptar amb tothom, perquè no podem saber quina propietat emergent ens podríem estar perdent per permetre’ns el luxe de no comptar amb algú.

Si voleu saber més de l’emergència mireu aquest vídeo del canal de youtube Kurzgesagt. Els seus vídeos són realment espectaculars, us els recomano tots.