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Entropia e sistemi viventi

La pandemia da coronavirus dovrebbe farci riflettere sul significato di sistema vivente. Siccome abbiamo ricevuto in mail/messenger suggerimenti circa il ruolo svolto dall'entropia e in particolare dal secondo principio della termodinamica sui processi evolutivi, abbiamo deciso di spendere qualche parola al riguardo. Ad esempio, un messaggio significativo è il seguente:

Sono convinto che la vita sia una conseguenza della freccia del tempo termodinamica, poiché consiste in una struttura ad alta produzione di entropia, cosicché confrontando una regione isolata senza forme viventi e una con, la produzione di entropia è significativamente maggiore in quest'ultima. Essa quindi è una naturale conseguenza della freccia termodinamica, essendo ottimizzata per dissipare energia.

Questo messaggio suggerisce un approccio topologico alla natura del vivente, studiando cioè le regioni dello spazio fisico ad alta densità di entropia.

Tuttavia il problema che si apre, deriva dal fatto che il secondo principio della termodinamica vale solo per i sistemi isolati. Un organismo vivente, invece, non è isolato giacché scambia energia con l'ambiente.
Inoltre, la termodinamica (come anche la meccanica statistica) si occupa di stati di equilibrio, giacché gli stati di non equilibrio sono descritti da equazioni differenziali nonlineari. Essi furono oggetti di studio da parte del premio nobel per la chimica Ilya Prigogine, che incidentalmente introdusse un nuovo paradigma in cui la freccia del tempo (nel senso termodinamico) svolge un ruolo per così dire, creativo.
Un approccio alternativo, venne seguito da Luigi Fantappiè, un matematico italiano che negli anni 50-60 del secolo scorso introdusse la nozione di sintropia in contrapposizione a quella di entropia.

Non possiamo omettere il contributo proveniente dai neurofisiologi cileni, Humberto Maturna e Francisco Varela che verso la fine degli anni 60 del secolo scorso, introdussero il paradigma dell' autopoiesi per spiegare i processi dominanti in un sistema vivente che in tal modo, risultano essere sistemmi energicamente aperti (quindi non sottoposti al secondo principio della termodinamica) ed organizzativamente chiusi.

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