La Seconda Legge della Termodinamica – la voragine in mezzo all’economia circolare

Di Paul Mobbs, pubblicato originariamente sul sito Free Range Activisim

 Da “Resilience”. Traduzione di MR

Perché l’ultimo tormentone della sostenibilità consumistica non solo non affronta il cuore del problema, ma è destinato a fallire.

Nota di Ugo Bardi - L'autore di questo testo, Paul Mobbs, fa alcune considerazioni corrette ma, nel complesso, non ha capito gran che proprio dell'argomento principale di cui parla. Purtroppo, vale una legge generale in questo campo "quelli che non capiscono la termodinamica sono condannati a produrre entropia inutilmente." Tuttavia, vale la pena di leggerlo perché è vero che molti di quelli che parlano a sproposito di economia circolare hanno capito ancora meno di lui. 

 

Questa mattina, ascoltando Radio 4, ho ascoltato le due parole chiave giustapposte che ho imparato a temere negli ultimi due anni; “economia circolare”. E’ un’idea fantastica e non posso criticare la vera convinzione di chi la promuove. Il mio problema è che il modo in cui descrivono ha poco a che fare con la realtà fisica del mondo, pertanto si tratta semplicemente di un jolly per “uscire gratuitamente dall’inferno” per consumatori ricchi – che sono, a quanto sembra, coloro che sostengono più a gran voce questa idea. 

Come succede spesso nelle eco-storie atte a farti sentire bene, l’intervistatore del programma di oggi [1] era tutto leggero ed arioso; e ovviamente in imbarazzo perché non aveva la sicurezza di sé per porre una qualsiasi domanda fondamentale e scomoda all’intervistato. 

Il segmento stava esaminando la nuova ricerca [2] dell’Università di Portsmouth. Hanno scoperto un enzima mutante da batteri che hanno scoperto vivere fra la plastica nei centri di riciclaggio. Come tutti gli enzimi [3] – come le cose che vengono aggiunte al detersivo di modo che possiate pulie i vestiti senza bollirli – queste molecole complesse accelerano le reazioni chimiche agendo sui legami chimici che tengono insieme le cose. In questo caso, l’enzima spezza i legami della molecole di polietilene teraftalato [4] (PET).

Idea splendida. E, se si dimostra essere ecologicamente sicura, eccellente chimica. Non è questo il problema qui. 

Entriamo nella “economia circolare”

Lo scienziato quindi descrive il valore di questo enzima come parte dell‘economia circolare’ [5] – un concetto proposto negli anni 80, e reso popolare in anni recenti da organizzazioni come la Ellen MacArthur Foundation [6], per passare da un processo economico lineare ad uno circolare:

• Economia ‘lineare’‘ – significa che i materiali vengono creati, usati e smaltiti come rifiuti, richiedendo che vengano impiegate nuove risorse per sostituirli, che è il modo in cui funziona il cuore dell’economia oggi; 
• Economia ‘circolare‘ – significa che tutti i materiali ed i prodotti vengono fatti e venduti di modo che il loro contenuto possa essere completamente riciclato ed usato in nuovi prodotti di nuovo, ovviando alla necessità di produrre nuove risorse per sostituirli.

E’ una buona idea. Un’idea che sosterrei con tutto il cuore, se non fosse per un piccolo intoppo tecnico che percepisco in questo concetto; le Leggi della termodinamica [7] – e in particolare la mia preferita, la Seconda Legge della Termodinamica [8].

Le Leggi della Termodinamica sono nate in parallelo con l’industrializzazione, essendo state inizialmente usate per descrivere il funzionamento dei motori a vapore. Col tempo, la scienza ha perfezionato i principi di queste ‘leggi’ ed ora le ritiene universali. 

La Seconda Legge ha a che fare con le reazioni irreversibili – cioè, operazioni che una volta intraprese non possono essere annullate.

Ciò che l’idea di ‘economia circolare’ proporrebbe in relazione alle bottiglia di plastica in PET è: prendi un po’ di gas naturale (sì, al contrario dell’idea che la plastica provenga dal petrolio, gran parte delle plastiche provengono da sottoprodotti leggeri della raffinazione del petrolio, ma più che altro gas naturale e condensato) e trasformalo in plastica PET; poi facci una bottiglia di plastica con una macchina modellatrice; usa la bottiglia; poi ricicla la bottiglia e continua a riciclarla dopo ogni uso – ovviando alla necessità di usare altro gas naturale per creare plastica. Di conseguenza, l’uso della bottiglia diviene ‘circolare’. 

Perfetto, non è così?

Le restrizioni termodinamiche alla speranza umana

Naturalmente, c’è sempre un enorme “ma” in situazioni come questa. 

In questo caso, l’uso della plastica rappresenta una reazione ‘reversibile’ – puoi fare plastica e poi riciclarla per fare altra plastica. Risolto!

L’energia spesa per farlo, tuttavia, non è un processo reversibile [9]. Non può essere recuperata. La Seconda Legge impone che l’energia può essere usata, ma nel processo la ‘qualità’ (leggi ‘utilità’, o ‘densità’, o ‘valore’) di quell’energia viene degradata e, una volta degradata, quella ‘qualità’ non può essere recuperata senza usare anche più energia di quella che è stata spesa quando è stata usata l’energia per la prima volta. 

Per esempio, l’acqua che scorre a valle può far girare una turbina e produrre elettricità; ma ci vuole più elettricità di quella che è stata generata per riportare di nuovo lo stesso volume di acqua indietro verso la cima della collina.

Ora, a questo punto i fautori dell’economia circolare parleranno di energia rinnovabile, evitando quindi il problema delle risorse finite che vengono usate per alimentare il processo. E’ vero, fino a un certo punto. E quel punto è, i sistemi di energia rinnovabile di cosa sono fatti? Risorse finite. 

I limiti dell’energia rinnovabile

Solo perché l’energia rinnovabile è ‘rinnovabile’ non significa che le macchine che ci servono per raccoglierla siano esenti dai limiti finiti delle risorse terrestri [10].

Ci sono grandi progetti per alimentare il mondo usando energia rinnovabile. La difficoltà è che nessuno si è scomodato a verificare per vedere se le risorse per produrre quell’energia siano disponibili. Una ricerca recente suggerisce che le risorse necessarie per produrre quel livello di capacità attualmente non possono essere fornite [11].

Il punto di crisi è che mentre potrebbero esserci indio, gallio, neodimio ed altri metalli rari a sufficienza per costruire turbine eoliche o pannelli FV per il mezzo miliardo (più o meno) di consumatori ricchi ( che sono le persone che con più probabilità staranno leggendo questo articolo), non ce ne sono a sufficienza per dare a tutti lo stesso livello di consumo energetico – le avremmo finite molto prima. 

Per esempio, il primo metallo che gli esseri umani hanno fuso [12] circa 9.000 anni fa, è stato il rame. Da allora il rame è stato un eccellente indicatore dello sviluppo umano, col consumo che aumenta in linea con lo sviluppo umano. Un motivo di questo è che man mano che l’uso industriale è crollato (per esempio sostituendo tubi di rame con la plastica) abbiamo usato più rame per nuove tecnologie (per esempio l’elettronica – circa il 14% [13] del peso di un telefono cellulare è rame).

Il rame ha anche uno dei migliori e più collaudati sistemi di riciclaggio, ma nonostante questo è stato stimato che solo metà di tutto il rame viene riusato [14].

Il problema è che, a causa del suo lungo ed intensivo uso globale, ci stiamo avvicinando al ‘picco del rame’ [15] – il punto in cui la quantità di rame rimasta nel sottosuolo e, cosa più importante, il crollo della qualità del suo minerale, riduce la quantità che può essere prodotta annualmente. E, cosa ancora più significativa, l’impatto ecologico [16] del crollo della qualità del minerale di rame è che l’energia consumata e i gas serra emessi dalla sua produzione aumentano esponenzialmente. 

Ora naturalmente usiamo il rame in modo più efficiente. E dovessimo esserne a corto, l’aumento dei prezzi aumenteranno i tassi di riciclo – anche se questo aumenterà anche i furti [17] di rame nella società. La difficoltà è che, appena la settimana scorsa [18], l’industria del rame ha annunciato di essere preoccupata per la produzione dopo il 2020. 

La strategia è importante, ma il cambiamento ‘reale’ è cruciale

OK, torniamo all’economia ‘circolare’.

Ciò che realmente importa qui non è tanto il materiale usato nella produzione, ma la densità energetica della produzione. La densità energetica non è solo una questione di quanta energia serve per produrre un articolo, ma quanto dura quell’articolo. Questo a sua volta condiziona il ‘ritorno’ dell’energia investita nella sua produzione – o EROEI [19].

Diciamo che una bottiglia di plastica impiega sei settimane per essere fatta, riempita, comprata, consumata, raccolta e riprocessata fino ad essere rifatta. E’ buono, perché riciclare la plastica può rappresentare un risparmio di più del 50% [20] sull’energia usata per produrla in confronto ai materiali vergini.

Ciò che determina la sostenibilità a lungo termine di questo però non è solo il risparmio una tantum, ma la percentuale che può essere fattibilmente risanata e riusata. 

Ipotizziamo che, nel migliore dei casi, possiamo recuperare il 60% del contenuto della bottiglia sul ciclo di sei settimane. Dopo un ciclo, sei settimane, ci rimane il 60% del materiale. Dopo due cicli, 12 settimane, ci rimane il 60% x 60% = 36%. Dopo tre cicli c’è il 60% x 36% = 22%. Dopo quattro cicli il 13%, eccetera. 

Alla fine di un anno (o 8 o 9 cicli), ci rimarrebbe solo l1% della plastica. 

La reazione ovvia è, “be’, ricicliamo di più”. Il problema è che raggiungere un tasso di recupero alto richiede in realtà la spesa di più energia, riducendo l’energia risparmiata – e man mano che ci si avvicina al 100%, la quantità richiesta è probabile che superi l’energia necessaria per produrre nuova plastica da materie prime. 

Per esempio, riciclare in aree urbane densamente popolate è facile, perché la gestione dei rifiuti è una parte essenziale della capacità di gestire un’area urbana. Ma nelle aree rurali e nei paesi meno densamente popolati? A che punto l’energia spesa per far andare un veicolo di raccolta supera l’energia risparmiata col recupero dei materiali? (risposta – dipende completamente dalle circostanze locali, quindi deve essere valutata come parte del processo di pianificazione, piuttosto che generalizzata in anticipo). 

“E’ il consumo, stupido!”

E’ la stessa cosa per il problema del crollo del minerale di rame. Più la tua fonte è diffusa, più energia devi spendere per recuperarla. Ottenere la plastica facile, diciamo la prima metà, sarà facile. Ottenere il successivo 20% potrebbe costare lo stesso sforzo. Il 10% successivo il doppio. A l’ultimo 20%. Potrebbe non produrre alcun risparmio. 

Alternativamente, potremmo estendere la vita della bottiglia – riempiendola anziché riciclandola. Ciò avrebbe un effetto significativo, ma anche così, ad ogni ciclo di riempimento, un certo numero di bottiglie verrebbero scartate. 

Però non ignorate questa opzione. Si può dire che, al posto di aumentare i tassi di riciclo, estendere la vita di servizio delle risorse probabilmente ha il profilo energetico migliore – visto che riduce non solo la necessità di rifabbricare le risorse, ma anche la necessità di riciclarle/sostituirle. Il problema è che spesso il riuso richiede un cambiamento di gran lunga più grande e la cooperazione dei consumatori – esattamente la cosa che una economia ‘liberale’ odia fare perché comporta l’imposizione di azioni al consumatore. 

Dimenticate la linea di Bill Clinton sulla ‘economia’; "E’ il consumo, stupido!"

Cosa ancora più importante, in tutto questo processo, viene spesa energia [21]; e l’energia è la cosa che non possiamo recuperare. Pertanto, dobbiamo evitare di rifabbricare o recuperare, per prima cosa. La difficoltà è che nessuno vuole sostenere questo – combinando riuso multiplo, riciclo intensivo E tempo di servizio più lungo – in quanto questo significa l’eliminazione effettiva di consumismo, moda, ‘innovazione’ e molte delle altre caratteristiche totemiche [22] della moderna economia consumistica materialista. 

Quindi, ancora una volta, dato che una grande quantità della ricchezza mondiale deriva dallo sfruttamento delle risorse, qualsiasi cambiamento di questo schema è probabile che abbia implicazioni enormi per l’economia quotidiana [23] sulla quale si basano la maggior parte dei ricchi consumatori per consumare. 

La ‘economia circolare’ deve accettare la realtà termodinamica

Arthur Eddington [24] era uno scienziato (e quacchero) che ha fatto progredire la fisica e l’astrofisica nei primi decenni del XX secolo, ed ha reso popolari le teorie di Albert Einstein – contro il pregiudizio anti tedesco ed anti ebraico dell’establishment scientifico. 

In relazione alla Seconda Legge della Termodinamica, Eddington ha prodotto una famosa affermazione:

Se qualcuno ti fa notare che la tua teoria preferita dell’universo è in disaccordo con le equazioni di Maxwell – allora tanto peggio per le equazioni di Maxwell. Se si scopre che sono contraddette dalle osservazioni – be’, questi sperimentatori pasticciano un po’ con le cose a volte. Ma se si scopre che la tua teoria è contro la seconda Legge della Termodinamica, non posso darti alcuna speranza; per lei non rimane altro che crollare nella più profonda umiliazione.

La ‘economia circolare’ è, secondo me, uno stratagemma per far percepire ai consumatori ricchi che possono continuare a consumare senza la necessità di cambiare le loro abitudini. Non c’è niente di più lontano [25] dalla realtà e la ragione principale di questo è la necessità di energia per alimentare l’attività economica [26].

Mentre il concetto di ‘economia circolare’ ha certamente le idee giuste, essa si sottrae agli aspetti più importanti della nostra crisi ecologica di oggi [27] – è il consumo il problema, non il semplice uso di risorse. Anche se il principio potrebbe essere fatto funzionare per una percentuale relativamente piccola [28] della popolazione umana, non potrebbe mai essere una soluzione mainstream per tutto il mondo a causa della sua dipendenza da tecnologie di energia rinnovabile per farla funzionare – e delle schiaccianti limitazioni nel raccogliere energia rinnovabile. 

Per riconciliare l’economia circolare con la Seconda legge dobbiamo applicare non solo cambiamenti al modo in cui usiamo i materiali, ma al modo in cui li consumiamo. Inoltre, ciò implica una tale riduzione dell’uso di risorse [29] da parte dei consumatori più ricchi e sviluppati, che l’immagine dell’economia circolare proposta dai suoi fautori, non corrisponde alla realtà [30] di farla funzionare per la maggioranza della popolazione mondiale.

In assenza di una proposta che soddisfi le limitazioni globali all’energia ed alle risorse [30] sul sistema umano, compresi i limiti alla produzione di energia rinnovabile, l’attuale rappresentazione della ‘economia circolare’ non è un’opzione praticabile. Praticamente quindi, non è altro che un balsamo per la coscienza dei consumatori ricchi che, nel profondo, sono abbastanza consapevoli da rendersi conto che la loro vita di lussi presto sarà finita, man mano che le crisi collegate ecologica ed economica [31] morderanno sempre più in alto nella scala del reddito. Fonte: qui

Riferimenti:

1. BBC Radio 4: ‘Today’, 17 april 2018 – https://www.bbc.co.uk/programmes/b006qj9z
2. Guardian Online: ‘Scientists accidentally creat https://www.bbc.co.uk/programmes/b006qj9z e mutant enzyme that eats plastic bottles’, 16th April 2018 – https://www.theguardian.com/environment/2018/apr/16/scientists-accidentally-create-mutant-enzyme-that-eats-plastic-bottles
3. Wikipedia: ‘Enzima’ - https://it.wikipedia.org/wiki/Enzima
4. Wikipedia: ‘Polietilene teraftalato – https://it.wikipedia.org/wiki/Polietilene_tereftalato
5. Wikipedia: ‘Circular economy’ – https://it.wikipedia.org/wiki/Economia_circolare
6. Wikipedia: ‘Ellen MacArthur Foundation’ – https://it.wikipedia.org/wiki/Ellen_MacArthur_Foundation
7. Wikipedia: ‘Laws of thermodynamics’ – https://en.wikipedia.org/wiki/Laws_of_thermodynamics
8. Wikipedia: ‘Second law of thermodynamics’ – https://it.wikipedia.org/wiki/Secondo_principio_della_termodinamica
9. Wikipedia: ‘Processo irreversibile’ – https://en.wikipedia.org/wiki/Irreversible_process
10. BioScience: ‘Limiti energetici alla crescita economica’, vol.61 no.1, gennaio 2011 – http://www.fraw.org.uk/library/pages/brown2011.shtml
11. EU Joint Research Committee: ‘Metalli cruciali nelle tecnologie energetiche strategiche – valutare i metalli rari man mano che la filiera di fornitura si restringe nelle tecnologie energetiche a basso tenore di carbonio’, 2011– http://www.oakdenehollins.com/pdf/CriticalMetalsinSET.pdf
12. Wikipedia: ‘Età del rame’ – https://it.wikipedia.org/wiki/Et%C3%A0_del_rame
13. U.S. Geological Survey: ‘Cellulari riciclati – uno scrigno di metalli preziosi, luglio 2006 – https://pubs.usgs.gov/fs/2006/3097/fs2006-3097.pdf
14. Environmental Science and Technology: ‘Analisi dinamica dei flussi globali di rame, Glöser et al., vol.47 no.12 pp.6564-6572, maggio 2013 – https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/es400069b
15. Wikipedia: ‘Picco del rame’ – https://en.wikipedia.org/wiki/Peak_copper
16. Resource Policy: ‘La sostenibilità ambientale delle miniere in Australia: macrotendenza chiave e limiti incombenti’, Gavin M. Mudd, vol.35 no.2 pp.98-115, giugno 2010 – http://www.fraw.org.uk/library/pages/mudd2010.shtml
17. Wikipedia: ‘Furti di metalli’ – https://en.wikipedia.org/wiki/Metal_theft
18. Mining: ‘Crisi della fornitura di rame prima del previsto – esperti’ 10 aprile 2018 – http://www.mining.com/copper-supply-crunch-earlier-predicted-experts/
19. Wikipedia: ‘Energy returned on energy invested’ – https://it.wikipedia.org/wiki/Ritorno_energetico_sull%27investimento_energetico
20. Ecological Modelling: ‘Analisi delle impronte energetiche associate al riciclo di vetro e plastica – casi studio per l’ecologia industriale’, vol.174 no.1-2 pp.175-189, maggio 2004 – https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304380004000067
21. Sustainability: ‘Energia, crescita economica e sostenibilità ambientale: cinque proposte’, vol.2 pp.1784-1809, 18 giugno 2010 – http://www.mdpi.com/2071-1050/2/6/1784/pdf
22. Nature: ‘Tempo di lasciarsi indietro il PIL’, vol.505 pp.283-285, 16 gennaio 2014 – http://www.nature.com/polopoly_fs/1.14499!/menu/main/topColumns/topLeftColumn/pdf/505283a.pdf
23. International Journal of Transdisciplinary Research: ‘La necessità di nuovo paradigma basato sulla biofisica in economia per la seconda metà dell’era del petrolio’, vol.1 no.1 pp.4-22, 2006 – http://www.fraw.org.uk/library/pages/hallklitgaard2006.shtml
24. Wikipedia: ‘Arthur Eddington’ – https://it.wikipedia.org/wiki/Arthur_Eddington
25. Journal of Cleaner Production: ‘Perché siamo drogati di crescita? La strada difficle verso la decrescita nel percorso involutivo dello sviluppo occidentale’, vol.18 no.6 pp.590-595, aprile 2010 – https://degrowth.org/wp-content/uploads/2011/05/Van-Griethuysen-why-are-we-growth-addicted.pdf
26. The Australian National University : ‘Il ruolo dell’energia nella crescita economica’, Centre for Climate Economics & Policy, ottobre 2010 – http://www.fraw.org.uk/library/pages/stern2010.shtml
27. PNAS: ‘Tracciare il superamento ecologico dell’economia umana’, vol.99 no.14 pp.9266-9271, 9 luglio 2002 – http://www.fraw.org.uk/library/pages/wackernagel2002.shtml
28. The Corner House: ‘Sicurezza energetica: per chi? Per cosa?’, febbraio 2012 – http://www.fraw.org.uk/library/pages/cornerhouse2012.shtml
29. Paul Mobbs/MEI: ‘L’energia al di là del petrolio – potreste tagliare il vostro uso di energia del 60%?’, giugno 2005 – http://www.fraw.org.uk/mei/energy_beyond_oil_book.shtml
30. Ecological Economics: ‘Decrescita e fornitura di denaro in un mondo con scarsità di energia’, vol.84 pp.187-193, 28 marzo 2011 – http://www.fraw.org.uk/library/pages/douthwaite2011.shtml
31. Proceedings of the Royal Society B: ‘Un collasso della civiltà globale può essere evitato?’, vol.280 no.1754, 7 marzo 2013 – http://www.fraw.org.uk/library/pages/ehrlich2013.shtml
32. Melbourne Sustainable Society Institute: ‘Il collasso globale è imminente?: Un confronto aggiornato dei Limiti della Crescita coi dati storici’, Research Paper No.4, agosto 2014 – http://www.fraw.org.uk/library/pages/turner2014.shtml

Entropia e vita

Entropia? 

Una parola suggestiva, che richiama qualche improbabile ricordo scolastico. È però una parola, un concetto, uno strumento interpretativo che coinvolge e può modificare la nostra immagine del mondo. Farla ignorare è forse un’astuzia del nostro tempo, rivolto solo alla crescita di produzione e consumi, cui è utile non conoscere parole che ci raccontano molto sulla natura del mondo, che ci avvertono che questo sistema economico e la sua cultura, surrettiziamente presentata come unica possibile, portano a un futuro insostenibile per il nostro pianeta e che, quindi, è necessario "un altro mondo". E non è una questione ideologica: la natura ha le sue leggi e il concetto di entropia è necessario per comprendere ed esprimerne una parte fondamentale.

Lasciamo a fisici, chimici, biologi, ingegneri e quant’altri l’uso di relazioni formali quantitative (le "formule") per descrivere i fenomeni, per quanto utile ed espressivo sia quel linguaggio. Non dobbiamo parlare di alchimie di laboratorio, ma della nostra automobile, se l’abbiamo, del frigorifero e di ogni altra macchina, ma anche e soprattutto della vita di una cellula o dei nostri gerani o del nostro gatto; e, se non abbiamo gerani o gatti, della vita del nostro corpo, come di quella dei sistemi più ampi in cui viviamo: i campi, i boschi, la città, il pianeta quindi. Anche l’evoluzione dell’universo è un problema entropico, ma limitiamoci qui alla Terra e ai tempi della presenza umana.

La parola, derivata dal greco ‘h t r o p h ‘ (trasformazione), è introdotta nel 1865 da Rudolph Clausius, in un testo in cui sintetizza i risultati della allora recente scienza termodinamica in due lapidarie proposizioni:

a) nell’universo l’energia si conserva;

b) nell’universo l’entropia tende al massimo.

Non ingannino la brevità degli assunti: si tratta della brillante conclusione di un percorso iniziato il secolo precedente quando si sono costruite le prime macchine termiche, le macchine che utilizzano fonti di calore per ottenere movimento: dalle pompe per estrarre l’acqua dalle miniere, ai telai per le industrie tessili nel settecento, dalla locomotiva a vapore nei primi decenni ai motori a combustione interna, come quelli delle auto, negli ultimi decenni dell’ottocento. Intorno alla metà di quel secolo numerosi ricercatori contribuirono, partendo da diversi punti di vista, a quella che, insieme alla teoria dell’elettromagnetismo, rappresenta il grande risultato della fisica dell’Ottocento: la termodinamica, uno dei grandi capitoli delle scienze naturali. Non è cosa che riguardi le sole macchine, si è detto, ma anche gli esseri viventi e, per l’uomo, l’organizzazione economica e sociale.

Che l’energia si conservi oggi è noto a tutti. Allora dov’è il problema energetico? Potremmo, in un prossimo futuro, trovare nuove tecnologie e recuperare l’energia già utilizzata per un secondo uso, e poi un terzo e un quarto...., restando sempre immutata la quantità totale. Una simile fortunata prospettiva, se fosse possibile, potrebbe presentarsi in modo analogo per la materia ipotizzandone il completo recupero e riciclo, eliminando così il problema dello smaltimento dei rifiuti.

Ma, ci avverte Clausius, l’entropia aumenta. Cioè l’energia si degrada, aumenta il disordine nell’universo. Cioè.....cerchiamo di capire cosa significa.

L’energia utile nelle macchine corrisponde a un movimento ordinato: il pistone si muove con un moto periodico lungo una direzione per ottenere il moto circolare delle ruote intorno a un asse; le molecole dell’aria nel vento fanno girare le pale del mulino se si muovono in un’unica direzione; se il loro moto fosse del tutto casuale non sarebbe possibile ottenere alcun movimento. Anche la vita ha bisogno di movimento e ordine. Non tanto perché il signor Rossi deve andare al lavoro e al supermercato, ma perché il sangue deve muoversi nelle vene, il seme deve raggiungere l’uovo, la foglia deve aprirsi al sole. L’ordine è necessario perché una combinazione casuale di elementi non fa né una cellula, né una farfalla, né la ghiandola pineale del signor Rossi. Del resto tutti sappiamo che il DNA è costituito da una sequenza, il cui significato dipende dalla disposizione di pochi costituenti elementari. Come sappiamo che la funzione clorofilliana, fondamento della vita sulla Terra, è una grande operazione di ordine, distribuita nelle foglie verdi del pianeta, in cui alcuni elementi vengono collocati in sequenze significative per costruire i primi "mattoni" della vita.

Ma la natura tende spontaneamente al disordine e l’entropia è proprio una misura del disordine. Se rovesciamo su di un tavolo le tessere di un puzzle, anche precedentemente composto, è molto difficile, che il puzzle risulti casualmente formato, tanto difficile che lo riteniamo impossibile. Se abbiamo due bombole, una contenente gas e una vuota, e le mettiamo in comunicazione, ci aspettiamo, come in realtà avviene dopo breve tempo, che le molecole si distribuiscano spontaneamente in modo uniforme nelle due bombole e riteniamo improbabile, anzi impossibile, che a un certo istante casualmente tutte le molecole si possano trovare "ordinatamente" in una sola bombola. È una questione di probabilità: tra i modi in cui le molecole possono ripartirsi tra le bombole comunicanti, quest’ultimo caso è solo uno fra tutti gli altri, che sono in numero inimmaginabilmente grande (per quanto calcolabile). Il disordine è più probabile dell’ordine, perciò il passaggio da ordine a disordine costituisce la tendenza spontanea di ogni fenomeno. 

L’entropia è appunto la grandezza scelta per fornire una misura del disordine, anche se in modo non semplice ed immediato. Dire che l’entropia aumenta significa dire muoversi verso stati fisici più probabili e quindi più disordinati e, quindi infine, con una minore quantità di energia utilizzabile.

Il passaggio inverso non è impossibile. Ad esempio, le molecole possono essere nuovamente tutte "spinte" in una sola bombola. Però bisogna spendere energia e aumentare l’entropia nell’universo, vicino o lontano. Con l’energia di una combustione realizziamo il movimento ordinato di un pistone, ma alla fine avremo, oltre allo spostamento dell’auto, il movimento casuale delle molecole presenti nelle parti riscaldate e nei gas in uscita dalla marmitta. Bruciando cibo gli animali ottengono l’energia per costruire il loro corpo ed esercitare le loro funzioni, ma la produzione di cibo è avvenuta a spese di una quantità di energia maggiore di quella utilizzata e, successivamente, con la morte la materia perde la sua organizzazione.

Ma i possibili ordini non sono tutti uguali. C’è l’ordine dei movimenti delle macchine, capaci di imporsi anche ai movimenti dell’operaio Chaplin di "Tempi moderni", a monte della cultura che produce il rigido conato di razionalità delle villette a schiera. Un ordine ripetitivo, funzionale alla produzione per il consumo e non alla conservazione, che non può prevedere novità e cambiamenti, incapace di apprendere dall’interazione con il mondo circostante e quindi di evolvere. Un ordine che fa scrivere al poeta:

ciò che era

area erbosa, aperto spiazzo, e si fa

cortile bianco come cera (…)

in un ordine ch’è spento dolore.

Ma c’è anche l’ordine che costruisce i sistemi complessi della vita, come abbiamo visto. Questi sono sistemi che sanno riprodursi, il cui destino dipende da quanto sanno apprendere dalle relazioni con il mondo esterno per organizzarsi, modificarsi ed evolvere per mantenere il proprio equilibrio con quel mondo.

Tutto ciò è faticoso, è una vittoria ottenuta con il consumo di energia per creare localmente l’ordine necessario (calo di entropia) mentre intorno inevitabilmente aumenta il disordine (aumento di entropia, degrado dell’energia). 

Mentre nella foglia nascono ordine e vita, in un altro luogo, dove si produce l’energia necessaria, dove al suolo la natura morta si decompone, aumenta il disordine in un bilancio complessivo sempre a suo favore. 

Una fatica e una vittoria che illuminano l’eccezionalità e la preziosità della vita sul pianeta e sui suoi delicati equilibri, che impone la necessità di assumere una posizione solidale in sua difesa, cioè in nostro favore.

Una grande responsabilità questa, da assumere senza rinvii perché i danni non sono rimediabili. La logica del recupero, per quanto talvolta necessaria, non funziona perché il tempo ha una "freccia", si muove in una sola direzione, quella appunto dell’aumento di entropia, senza ritorno. Anche spendendo energia e denaro non si vince l’irreversibilità dei processi naturali, non è come riparare la ruota forata e ripartire. Se si tagliano gli alberi in Amazzonia per fare posto ai pascoli necessari agli hamburger di Mc Donald, non solo di sottrae ossigeno all’atmosfera, ma si rompe anche definitivamente l’equilibrio tra vegetazione e suolo raggiunto in milioni di anni. 

Il suolo si polverizza nell’aria e si perdono foreste, pascoli e hamburger. Bisogna tagliare ancora, ma fino a quando? Intanto anche le specie estinte non si possono riprodurre, neanche in laboratorio, e il suolo non si ricostituisce più. E là dove l’opera dell’uomo ha raggiunto un equilibrio con la natura, come nelle terrazze a ulivo dei nostri colli, una volta iniziata non può essere sospesa: l’abbandono non porterebbe stabili pendii coperti di vegetazione, quali originariamente erano, ma solo degrado e dissesto idrogeologico.

Allora attenzione a quello che facciamo. Un mondo diverso è necessario, un mondo a bassa entropia. Non è facile politicamente, non è facile culturalmente.

Dopo millenni di uso quasi esclusivo della sola energia umana e animale, negli ultimi due secoli le nuove conoscenze hanno consentito l’utilizzo di quantità di energia enormemente superiori, ampliando in proporzione la produzione agricola e industriale e, di conseguenza, la possibilità di vita dell’uomo. 

Ma il processo è avvenuto all’interno di una cultura in cui la conoscenza della natura è stata premessa, autorizzazione e strumento della sua conquista, della presa di possesso e utilizzo senza limiti, della impossibile sottomissione delle leggi naturali a presunte leggi umane, in realtà proprie del sistema economico e politico che si è imposto a livello planetario. Una cultura che subito ha saputo riconoscere l’importanza di una prima parte delle scoperte termodinamiche, le potenzialità delle trasformazioni energetiche, ma ha ignorato e ignora, perché così le conviene, l’avvertimento della seconda parte, l’entropia aumenta, pur essendo le due informazioni contestuali e correlate. Un’illusione, quella della crescita energetico-produttiva senza limiti, che ha colpito anche la cultura attenta ai valori del progresso e della giustizia sociale.

L’inevitabile aumento di entropia non è la fine del mondo: sulla Terra possiamo vivere in tanti, con una vita dignitosa e potenzialmente felice per tutti. 

Lasciamo, e non sarà facile, un’economia, una politica, una cultura che guardano solo al PIL, tanto più soddisfatte quante più risorse si sono consumate, senza considerare quante e quali risorse sono disponibili per il futuro, come farebbe nel suo bilancio ogni famiglia di buon senso. Poniamoci l’obiettivo immediato di una riduzione dei consumi, anche attraverso l’uso razionale dell’energia e l’utilizzo del flusso energetico che arriva ogni giorno dal sole.

La cultura del proprietario del pianeta appartiene a un passato colonizzatore che si ostina a non finire, sostenuto da potenti interessi economici di pochi, aggiornati nelle forme e spacciati per interessi generali. Se crediamo nella solidarietà con gli uomini di oggi e di domani, se vogliamo stare meglio noi stessi, dobbiamo cercare una cultura rispettosa e amichevole nei confronti della natura: conoscere per migliorare le relazioni, dall’utilizzo possibile delle risorse ai benefici in termini di benessere che la natura ci può dare quando riconosciamo di esserne parte.

Alleggeriti, senza alcuna nostalgia, della presunzione di onnipotenza e totale possesso nei confronti del mondo naturale, lasciata l’illusione che il progresso tecnologico consentirà sempre di risolvere tutti i problemi, li sapremo meglio affrontare.

In maniera intuitiva, la vita viene definita come la capacità di:
* crescere
* riprodursi
* moltiplicarsi. 

Queste però sono funzioni peculiari ai sistemi viventi, dunque rappresentano ciò che si intende definire: in altre parole, per definire la vita su questa base, sarebbe necessario conoscere in anticipo cos'è la vita. Questa definizione è tautologica.

Le definizioni del concetto di vita date dai vari autori sono numerose, e spesso non facilmente intelligibili di fuori dei contesti logici relativamente complessi all'interno dei quali esse sono state formulate. Una via per sfuggire alla tautologia di cui sopra è stata offerta negli anni '20 da Oparin ("una particolare forma di movimento della materia"). Come movimento, Oparin intendeva il movimento molecolare, che è oggetto della termodinamica più che della meccanica (essendo noto che secondo i principi della termodinamica nei sistemi isolati ogni trasformazione spontanea è diretta verso il punto di equilibrio, che corrisponde al punto di massima entropia). Questa non è la condizione dei viventi e pertanto se ne deduce che la vita è una proprietà dei sistemi aperti lontani dall'equilibrio, che funzionano come sistemi (si definisce sistema un insieme di parti interagenti) complessi auto-organizzanti (in essi si ha rottura di simmetria nello spazio e nel tempo e irreversibilità - creano strutture ma non si possono destrutturare, sono stabili soltanto quando non vengano modificate le condizioni che li mantengono nello stato stazionario: in caso di morte, l'organismo non è in grado di assumere ulteriormente energia dall'esterno e la sua organizzazione viene a dissolversi).

Si hanno pertanto tre conseguenze.

Il sistema vivente:
* interagisce con il suo contorno
* è inserito in un flusso energetico
* dispone di strutture adatte a catturare una porzione dell'energia disponibile. 

Queste strutture, effetto di un processo di auto-organizzazione del sistema, mediante cicli ricorsivi che, regolati da attrattori, definiscono un cammino evolutivo non ripetibile.

Definizioni del concetto di vita: 

La vita è una particolare forma di movimento della materia, caratterizzata dal fatto che il vivente è in grado di mantenersi lontano dal punto di equilibrio, pur essendo completamente soggetto alle leggi della termodinamica che impongono un continuo aumento dell'entropia interna dei sistemi. Questo risultato viene ottenuto mediante flussi di materia ed energia, regolati da strutture che hanno funzione di organizzazione, prima fra tutte il DNA e le membrane biologiche. I sistemi viventi sono dunque sistemi complessi auto-organizzanti. In quanto tali, vi si possono riconoscere le caratteristiche proprie dei sistemi auto-organizzanti (cicli ricorsivi, attrattori, biforcazioni, frattali ed eventualmente anche la transizione al caos).

La seconda legge della termodinamica, una delle leggi basilari della fisica, sostiene che in normali condizioni tutti i sistemi abbandonati a se stessi tendono a divenire disordinati, dispersi e corrotti in relazione diretta al trascorrere del tempo. 

Ogni cosa vivente e non vivente si consuma, si deteriora, decade, si disintegra ed è distrutta. Questa è la sicura fine che tutti gli esseri dovranno affrontare in un modo o nell'altro e, secondo tale legge, questo processo inevitabile non ha ritorno.

Tutti lo osservano. Ad esempio, se si abbandona un'automobile nel deserto, difficilmente la si potrà ritrovare in migliori condizioni dopo alcuni anni. Al contrario, si vedrà che i pneumatici si sono sgonfiati, i finestrini sono stati infranti, il telaio si è arrugginito e il motore è decaduto. Lo stesso processo inevitabile è valido ed anche più rapido per gli esseri viventi.

La seconda legge della termodinamica rappresenta il mezzo con il quale questo processo naturale viene definito con equazioni fisiche e calcoli. 

Questa famosa legge è anche nota come "Legge dell'entropia". L'entropia fornisce una misura del grado di disordine in cui si trovano gli elementi che costituiscono il sistema. L'entropia di un sistema è incrementata dal movimento verso uno stato più disordinato, disperso e non pianificato. Più elevato è il disordine di un sistema, più elevata è la sua entropia. Tale legge sostiene che l'intero universo inevitabilmente procede verso uno stato più disordinato, disperso e non pianificato.

La validità della seconda legge della termodinamica è stabilita in maniera sperimentale e teoretica. I più importanti scienziati contemporanei concordano sul fatto che questa legge avrà un ruolo centrale nel prossimo periodo della storia. Albert Einstein, il più grande scienziato del nostro tempo, disse che è la "legge più importante di tutta la scienza". In proposito, sir Arthur Eddington ha affermato che è la "suprema legge metafisica di tutto l'universo".

La teoria evoluzionista è avanzata nella totale ignoranza di questa basilare e universale legge della fisica. Il meccanismo proposto dall'evoluzione contraddice radicalmente i suoi principi. Gli evoluzionisti sostengono che atomi disordinati, dispersi e inorganici e molecole si siano riuniti spontaneamente nello stesso periodo in un ordine preciso per formare molecole estremamente complesse quali le proteine, il DNA, l'RNA; in seguito, questi avrebbero gradualmente determinato milioni di differenti specie viventi con strutture addirittura più complesse. Inoltre, questo ipotetico processo che produce ad ogni passo strutture più pianificate, più ordinate, più complesse e più organizzate, ha presieduto autonomamente a tale formazione in condizioni naturali. La legge dell'entropia mostra chiaramente che questo processo cosiddetto naturale contraddice interamente le leggi della fisica.

Gli scienziati evoluzionisti sono consapevoli di questo fatto. J. H. Rush scrive:

Nel complesso corso della sua evoluzione, la vita rivela un notevole contrasto rispetto alla tendenza espressa nella seconda legge della termodinamica. Mentre quest'ultima parla di un irreversibile progresso verso una crescente entropia e disordine, la vita evolve continuamente verso più elevati livelli di ordine.

Lo studioso evoluzionista Roger Lewin parla dell'empasse dell'evoluzione di fronte alla termodinamica in un articolo apparso su Science:

Un problema che i biologi hanno dovuto affrontare è l'apparente contraddizione rispetto all'evoluzione rappresentata dalla seconda legge della termodinamica. I sistemi dovrebbero decadere nel corso del tempo, presentando un minore, non maggiore ordine.

Un altro scienziato evoluzionista, George Stravropoulos, parla dell'impossibilità secondo la termodinamica della spontanea formazione della vita e confuta la spiegazione dell'esistenza, per leggi naturali, di complessi meccanismi viventi nella nota rivista evoluzionista American Scientist:

In condizioni ordinarie, nessuna molecola organica complessa potrebbe formarsi spontaneamente, ma piuttosto disintegrarsi, in accordo alla seconda legge. In realtà, maggiore è la complessità, maggiore è l'instabilità e maggiore la sicurezza, presto o tardi, della sua disintegrazione. La fotosintesi e tutti i processi vitali, e la vita stessa, nonostante il linguaggio confuso o confusionario, non possono ancora essere compresi in termini di termodinamica o di ogni altra scienza esatta.

La seconda legge della termodinamica costituisce, quindi, un insormontabile ostacolo per lo scenario dell'evoluzione sia in termini di scienza che di logica. Incapaci di offrire una consistente spiegazione scientifica che permetta di superare l'ostacolo, gli evoluzionisti possono solo vincere grazie all'immaginazione. Ad esempio, il famoso evoluzionista Jeremy Rifkin parla della sua speranza che l'evoluzione possa sopraffare questa legge della fisica grazie a un "potere magico":

La legge dell'entropia sostiene che l'evoluzione disperde l'energia disponibile complessiva per la vita su questo pianeta. Il nostro concetto di evoluzione è esattamente l'opposto. Crediamo che l'evoluzione crei sulla terra, con qualche meccanismo magico, un valore complessivo maggiore e un maggior ordine.

Queste parole rivelano con grande chiarezza che l'evoluzione è soltanto una fede dogmatica.

Minacciati da tutte queste verità, gli evoluzionisti hanno dovuto cercare rifugio nella distruzione della seconda legge della termodinamica, affermando che sia valida soltanto per i "sistemi chiusi", in quanto i "sistemi aperti" esulano dall'ambito di questa legge.

Un "sistema aperto" è un sistema termodinamico nel quale energia e materia circolano all'interno e all'esterno, a differenza del sistema chiuso in cui l'energia e la materia iniziali rimangono costanti. Gli evoluzionisti sostengono che il mondo è un sistema aperto, costantemente esposto al flusso di energia solare e che, quindi, la legge dell'entropia non si applica al cosmo nel suo insieme. Asseriscono inoltre che esseri viventi complessi e ordinati possono essere generati da strutture semplici, disordinate e inanimate.

Ci troviamo di fronte a un'ovvia distorsione. Il fatto che un sistema riceva un afflusso di energia non è sufficiente a renderlo ordinato. Sono necessari meccanismi specifici affinché l'energia diventi funzionale. Ad esempio, un'automobile ha bisogno di un motore, di un sistema di trasmissione e di meccanismi di controllo correlati per convertire l'energia della benzina in lavoro. Senza tale sistema di conversione, l'automobile non sarebbe in grado di utilizzare l'energia della benzina.

La stessa cosa capita nella vita. È vero che la vita deriva la sua energia dal sole. L'energia solare, tuttavia, può essere convertita in energia chimica soltanto da sistemi di conversione energetica incredibilmente complessi presenti nelle cose viventi (come la fotosintesi delle piante e i sistemi digestivi di umani e animali). Nessun essere vivente può vivere senza un tale sistema; privo di questo, il sole non è altro che una fonte di energia distruttiva che brucia, inaridisce o fonde.

Come si può vedere, un sistema termodinamico che non presenti tali meccanismi di conversione non è vantaggioso per l'evoluzione, che sia aperto o chiuso. Nessuno asserisce che questi meccanismi complessi e consapevoli possano essere esistiti in natura nelle primigenie condizioni della terra. In realtà, la vera questione a cui devono rispondere gli evoluzionisti è come possano essere pervenuti autonomamente all'esistenza complessi meccanismi di conversione dell'energia quali la fotosintesi, che non possono essere duplicati neppure servendosi delle moderne tecnologie.

L'influsso dell'energia solare sul mondo non ha effetti tali da imporre di per se stessa un ordine. Indipendentemente dal grado elevato di temperatura che possa essere raggiunto, gli amminoacidi resistono formando legami in sequenze ordinate. La sola energia non è sufficiente a spingere gli amminoacidi a formare le molto più complesse molecole proteiche o queste ultime a costituire le ben più composite e organizzate strutture di organelli cellulari. La fonte reale ed essenziale di questa organizzazione, ad ogni livello, è un progetto consapevole: in una parola, la creazione.

Ben sapendo che la seconda legge della termodinamica rende impossibile l'evoluzione, alcuni scienziati evoluzionisti, per avallare la loro teoria, hanno fatto alcuni tentativi speculativi per superare la distanza che separa le due concezioni. Come al solito, anche questi sforzi mostrano come la teoria dell'evoluzione si trovi di fronte a un ineludibile vicolo cieco.

Uno scienziato che si è distinto per i suoi tentativi di coniugare la termodinamica e l'evoluzione è il belga Ilya Prigogine. Partendo dalla teoria del caos, questi ha proposto alcune ipotesi secondo cui l'ordine si forma dal caos. Ha affermato che alcuni sistemi aperti possono descrivere un decremento nell'entropia dovuto ad un influsso di energia esterna e che il conseguente "riordinamento" è una prova che "la materia può organizzare se stessa". Da quel momento, il concetto di "auto-organizzazione della materia" è divenuto abbastanza popolare tra gli evoluzionisti e i materialisti. Si comportano come se avessero trovato un'origine materialistica per la complessità della vita e una soluzione materialistica al problema della sua origine.

A uno sguardo più acuto, tuttavia, questo argomento si rivela del tutto astratto e, in pratica, un mero wishful thinking. Nasconde, inoltre, un inganno molto semplice, ovvero, la deliberata confusione di due distinti concetti, "auto-organizzazione" e "auto-ordinamento".

Ciò può essere chiarito con un esempio. Si immagini una spiaggia con differenti tipi di pietre di varie dimensioni mischiate tra loro. Quando un'onda forte si abbatterà sulla spiaggia, potrà apparire un "ordinamento" tra le pietre. L'acqua potrà sollevare quelle di peso simile in pari quantità. Quando l'onda si sarà ritirata, le pietre potranno forse essere state ordinate secondo l'ordine di grandezza, dalle più piccole alle più grandi, in direzione del mare.

Questo è un processo di "auto-ordinamento": la spiaggia è un sistema aperto e un influsso di energia (l'onda) può esserne la causa. Ma si noti anche che lo stesso processo non può erigere un castello di sabbia. Se guardiamo un castello fatto di sabbia, siamo sicuri che qualcuno lo ha costruito. La differenza tra quest'ultimo e le pietre "ordinate" è che il primo rappresenta una complessità veramente unica, mentre il secondo include solo un ordine ripetitivo. È come una macchina da scrivere che continui a battere il carattere "aaaaaaaaaaaaa" per centinaia di volte in quanto un oggetto (un influsso di energia) è caduto sulla tastiera. Naturalmente, un tale ordine ripetitivo di "a" non include alcuna informazione e quindi nessuna complessità. È necessaria una mente cosciente per ottenere una sequenza di lettere che includa informazioni.

La stessa cosa avviene quando il vento penetra in una stanza piena di polvere. Prima di questo influsso, la polvere è sparsa intorno. Allorquando il vento entra, questa si raccoglie agli angoli della stanza. Ciò è un "auto-ordinamento". Ma la polvere non si "auto-organizza" mai autonomamente in modo da creare l'immagine di un uomo sul pavimento.

Questi esempi sono molto simili agli scenari di "auto-organizzazione" degli evoluzionisti. Questi affermano, infatti, che la materia ha una tendenza ad "auto-organizzarsi", quindi mostrano esempi di auto-ordinamento tentando di confondere i due concetti. Lo steso Prigogine ha parlato di molecole che si auto-ordinano durante l'influsso di energia. Gli scienziati americani Thaxton, Bradley e Olsen, in un libro dal titolo "The Mistery of Life's Origin", hanno spiegato questo fatto:

...in ogni situazione i movimenti casuali delle molecole in un fluido sono spontaneamente sostituiti da un comportamento altamente ordinato.

Prigogine, Eigen e altri hanno suggerito che tale sorta di auto-organizzazione sia intrinseca nella chimica organica e possa potenzialmente spiegare le macromolecole altamente complesse essenziali ai sistemi viventi. Ma simili analogie hanno scarsa rilevanza per la questione dell'origine della vita. Per di più, non distinguono tra ordine e complessità... La regolarità o l'ordine non possono servire a immagazzinare l'enorme quantità di informazioni richieste dai sistemi viventi. È richiesta una struttura irregolare, ma specifica piuttosto che una ordinata. Ciò rappresenta un grave errore nell'analogia offerta. Non vi è connessione apparente tra il tipo di ordinamento spontaneo che deriva dal flusso di energia attraverso tali sistemi e l'opera richiesta per costruire macromolecole ad intensa informazione aperiodica, quali il DNA e le proteine.

In realtà, Prigogine stesso dovette accettare che questi argomenti non avevano rilevanza per spiegare l'origine della vita. Ha detto:

Il problema dell'ordine biologico implica la transizione dall'attività molecolare all'ordine supermolecolare della cellula. Questo problema è ben lontano da una soluzione.

Perché, allora, gli evoluzionisti continuano ad accettare punti di vista anti-scientifici quali "l'auto-organizzazione della materia"? Perché insistono a rifiutare la manifesta intelligenza visibile nei sistemi viventi? La risposta è la loro fede dogmatica nel materialismo e la credenza che la materia abbia un misterioso potere di creare la vita. Un professore di chimica presso l'Università di New York ed esperto in DNA, Robert Shapiro, descrive la fede degli evoluzionisti e il dogma materialistico che ne costituisce il fondamento:

Un altro principio evolutivo è quindi necessario per permetterci di superare la distanza tra le miscele di semplici prodotti chimici naturali e il primo effettivo replicatore. Questo principio non è stato ancora dettagliatamente descritto o dimostrato, ma è stato anticipato ed ha ricevuto dei nomi, quali evoluzione chimica e auto-organizzazione della materia. L'esistenza del principio è tenuta per certa nella filosofia del materialismo dialettico, come dimostra la sua applicazione alle origini della vita da parte di Alexander Oparin.

Fonte: qui