En los últimos meses se ha oído decir a menudo a los funcionarios electos: «Siga la ciencia». Se refieren a la pandemia actual; pero escuchar este mantra tantas veces plantea una pregunta más general: ¿nuestra sociedad en general realmente «sigue la ciencia»?
El aumento de la entropía: Una ley física suprema
La ciencia suele definirse como el esfuerzo humano concertado para comprender cómo funciona el mundo natural, con pruebas físicas observables como base de esa comprensión. Pocos discutirían que las leyes de la física son fundamentales para la ciencia. La gravedad nos viene rápidamente a la mente. Pero aún más fundamental es la segunda ley de la termodinámica, también conocida como la ley de la entropía creciente. Sir Arthur Eddington, el científico británico que verificó por primera vez la relatividad general de Einstein, escribió en su libroNew Pathways in Science (1935):
La ley de que la entropía siempre aumenta, en mi opinión, ocupa la posición suprema entre las leyes de la Naturaleza. . .. Si se descubre que tu teoría está en contra de la Segunda Ley de la Termodinámica, no puedo darle ninguna esperanza; no hay más que derrumbarla en la más profunda humillación.
Einstein hizo eco de este sentimiento: «La termodinámica… es la única teoría física de contenido universal que estoy convencido de que… nunca será derribada»1
Explico la segunda ley a los estudiantes de física con dos ejemplos:
Toda conversión de energía produce tanto energía utilizable como energía inutilizable. Esta última se llama entropía. Por ejemplo, las centrales eléctricas de carbón, petróleo o gas natural tienen un rendimiento inferior al 50%; más de la mitad de la energía es entropía desperdiciada. Los paneles solares y tu coche son aún menos eficientes.
Los sistemas naturales tienden a un estado de desorden; hay que añadir energía inteligente y dirigida para crear orden. Como ejemplo simplista, supongamos que un rompecabezas terminado se cae de una mesa al suelo. Las piezas no se volverán a montar por sí solas, sino que se necesitará energía inteligente y dirigida. Como esta energía sólo devuelve el sistema a un estado previamente ordenado, se desperdicia de hecho; representa un aumento de la entropía.
La gente a veces se entera de que la entropía del universo aumenta constantemente y teme que nos abrume. Pero la entropía no es una cosa; es sólo una construcción matemática que intenta cuantificar el desorden y la energía inutilizable, desperdiciada.
La segunda ley de la termodinámica no es una especulación; es una ley física verificada experimentalmente. Fue formulada por primera vez por Rudolf Clausius en 1850. En la década de 1870, Ludwig Boltzmannañadió el importante concepto de probabilidad: aunque es posible que los sistemas naturales alcancen espontáneamente un estado ordenado, es extraordinariamente improbable hasta el punto de ser prácticamente imposible. La creación de orden requiere una interferencia externa dirigida.2 Algunos de los avances científicos significativos de los últimos 75 años en este contexto:
La vacunación generalizada a mediados del siglo XX, que minimizó o eliminó muchas enfermedades.
Los transistores en 1947, seguidos por los circuitos integrados y el microchip décadas después
Los satélites en los años 50 y los seres humanos en la Luna en 1969
Los ordenadores centrales con tarjetas perforadas en los años 50 y los ordenadores personales en los 70.
Las calculadoras electrónicas de mano sustituyen a las reglas de cálculo a principios de los años 70.
Los escáneres de TC en la década de 1970, que hicieron innecesaria la mayor parte de la cirugía exploratoria.
Teléfonos móviles de fácil acceso en la década de 1980
Acceso universal a la red mundial en la década de 1990
Los teléfonos inteligentes actuales tienen más capacidad de cálculo que los sistemas que llevaron al hombre a la Luna.
Todos estos inventos y avances implicaban el principio de aumentar la entropía con un aporte de energía externa inteligente y dirigida. Estuve involucrado en el cultivo de cristales semiconductores de arseniuro de galio y en la fabricación de circuitos integrados en la década de 1970; puedo dar fe del esfuerzo intelectual y la energía necesarios. No hace falta ser un científico de cohetes para darse cuenta de que se necesitó lo mismo para crear todos estos sistemas bien ordenados y funcionales.
¿Produjo la evolución el orden?
Junto con estos avances, la ciencia ha aprendido mucho en las últimas siete décadas y media sobre «cómo funciona el mundo natural». En 1953 se descubrió la doble hélice del ADN, y más tarde el código del ADN. En el año 2000 se secuenció el genoma humano. Hemos aprendido sobre la increíble complejidad de la célula viva (véase cualquier libro de texto de biología), incluyendo muchas partes interdependientes. Sin embargo, la teoría estándar de la vida es la evolución neodarwiniana, que sostiene que un sistema complejo se ensambló a sí mismo de forma natural en menos de 5.000 millones de años creando orden a partir del desorden. Esto parece contrario a la segunda ley.
Los evolucionistas ofrecen explicaciones plausibles basadas en las mutaciones y la selección natural, pero las explicaciones parecen inadecuadas a la luz de interdependencias como los mecanismos de reparación del ADN. En un artículo anterior se informaba de que el ADN, el componente fundamental de la vida, es intrínsecamente inestable; se mantiene unido gracias a amplios mecanismos de reparación alojados en la célula. El ADN no podría haber precedido a la célula porque se habría deshecho, y la célula no podría haber precedido al ADN porque no habría existido ningún medio de reproducción celular. La entrada externa de energía procedente del sol no es la respuesta; las entradas de energía deben ser dirigidas para producir un orden tan exquisito, incluyendo las interdependencias en particular.
Un universo bien ajustado
Otro importante avance científico fue la verificación y aceptación (a partir de 1965) de la teoría del big bang. Este avance desacreditó la centenaria teoría del universo eterno y estableció que el universo tuvo un principio, tal y como proclamaba el Génesis 1:1. Otros datos observacionales han establecido el extraordinario ajuste de las constantes físicas y de muchos componentes del universo. Con sólo ligeras variaciones en cientos de parámetros, la vida y la Tierra tal y como las conocemos no serían posibles.3 La segunda ley declara que el azar no puede explicar tal ajuste. Sin embargo, la creencia predominante entre los cosmólogos modernos es que el universo se ensambló a sí mismo de forma natural después del big bang.4
Siguiendo la ciencia… . .
¿Qué hay de malo en esta idea? Sabemos que la segunda ley es fundamental para los avances técnicos de la humanidad sobre los que tenemos control. Sin embargo, mucha gente adopta una actitud diferente hacia las «ciencias históricas» que describen cosas sobre las que no tenemos control. La creencia en el autoensamblaje no dirigido de una vida tan compleja y de un universo tan bien ajustado parece rechazar la segunda ley. Entonces, ¿quién sigue la ciencia? Las leyes de la física no se apagan y se encienden; por definición, una ley científica se aplica durante todo el tiempo en todos los lugares.
Sigamos la ciencia. La ciencia dice que la naturaleza tiende al desorden. El autoensamblaje del universo y de la vida tal como la conocemos parece contrario a la ley de la entropía creciente, la «ley suprema de la naturaleza». Fue necesaria una entrada de energía externa dirigida para crear tan gloriosa organización. ¿Qué o quién fue esa fuente externa?
Los cristianos creen que el Dios de la Biblia proporciona esa fuente de energía externa dirigida para afinar nuestro universo para la vida como la conocemos, y luego para crear la vida misma. Por lo tanto, si realmente «seguimos la ciencia», creemos que nos lleva a Dios.
*Gracias a mi amigo Paul Naberhaus por sugerir una idea que se convirtió en este artículo.
Notas
Stephen Hawking, ed, A Stubbornly Persistent Illusion: The Essential Scientific Works of Albert Einstein, (Philadelphis: Running Press Book Publishers, 2007) 353.
La segunda ley se pone a veces en entredicho al observar las organizaciones propias naturales, como la estructura de una red cristalina. Sin embargo, esto ocurre debido a las fuerzas implicadas y al hecho de que los sistemas naturales buscan la configuración de menor energía, lo cual es una consecuencia de la segunda ley.
Algunos científicos reconocen implícitamente la improbabilidad de ese ajuste fino de nuestro universo al proponer la teoría del multiverso. Sin embargo, incluso esta explicación se enfrenta a numerosos problemas, como la grave falta de pruebas.
