El demonio de Maxwell y la verdulería

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El otro día me acordaba que la segunda ley de la termodinámica expresa que la cantidad de entropía del Universo tiende a incrementarse con el tiempo. ¿Qué significa esto? Pues bien, que el Universo tiende a la muerte térmica. Es decir, que todo el calor existente en el Orbe, en algún momento del futuro, se va a transformar y entonces un auténtico desierto de frío cubrirá todo lo conocido. La muerte térmica implica también la ausencia del movimiento molecular. El todo estará quieto del todo y allá no habrá lugar ni para la misma nada.

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La entropía o pérdida de calor tiende siempre a incrementarse, el cuerpo caliente siempre le transmite su calor al cuerpo frío hasta alcanzar un equilibrio. En términos estrictos se pierde el calor, aunque no la energía del sistema, que se transforma en entropía. Así y en el futuro de los tiempos, la entropía será máxima y el calor mínimo o inexistente.

Esta segunda ley tiene una interesante interpretación y es que le da sentido a los procesos que se llevan a cabo en el universo. Fundamenta la irreversibilidad del tiempo, esa que percibimos cada día y con mayor asiduidad a medida que envejecemos; esa misma que Borges describió líricamente: “y la muerte me desgasta incesante”.

El ejemplo que se utiliza muchas veces para ilustrar el significado de la ley es el de un sistema cerrado (imaginemos un recipiente) que contiene dos gases, separados entre sí por un tabique. En uno de ellos las moléculas se mueven con mayor velocidad y en el otro las partículas se mueven con menor velocidad. El resultado, dada la división que presenta el tabique, es un sistema ordenado, es decir con mínima entropía, con mínima pérdida de calor. Pero, ¿qué sucede cuando se abre una compuerta pequeña en el medio del tabique? Las moléculas tienden a mezclarse y por lo tanto aquellas que llevaban velocidad la van perdiendo de a poco, pues con cada colisión la reducen invariblemente. El sistema apunta hacia una máxima entropía y con el paso del tiempo llega y estaciona en un estado de máximo desorden.

A mediados del siglo XIX, el físico escocés James Maxwell ideó un experimento mental que implicaba una objeción para la segunda ley de la termodinámica, una piedrita que le quitaba el carácter de ley invariante del Universo (como la ley de gravedad por ejemplo) y la degradaba, en un sentido, a una mera ley estadística, es decir que se cumple con mucha regularidad, pero no necesariamente en todos los casos.

Este experimento contaba con el mismo recipiente del ejemplo dado en el párrafo anterior, los dos gases, pero con una salvedad. La compuerta del medio era accionada por un pequeño demonio, que podía diferenciar las moléculas rápidas de las lentas y que en consecuencia dejaba pasar hacia el compartimento de la derecha a las veloces y retenía en la izquierda a las parsimoniosas. El sistema aquí tendía a una mínima entropía y a un máximo orden, contradiciendo, al menos en apariencia, la segunda ley de la termodinámica.

Este pequeño demonio (como diría Homero Simpson) tenía la habilidad de disminuir la entropía y  posponer, al menos temporalmente, la necesaria caída en el desorden. Para ello se apoyaba en una pequeña trampita, que no era otra cosa más que la mínima cantidad de trabajo necesario para realizar la tarea. Maxwell argumentaba que la cantidad de energía que necesitaba el demonio era tan poca que podía despreciarse si se comparaba con el orden ganado. Otros investigadores, ya en el siglo XX, descubrieron que el sistema no podía describirse en su totalidad si no se tomaba en cuenta el origen de la energía que necesitaba el demonio. Este origen, necesariamente, debía ser externo. Más allá de la discusión científica que Maxwell y su diablillo generaron, lo cierto es que todos los seres vivos se comportan como en el experimento del inglés. Todos nosotros tomamos de una fuente externa la energía necesaria para mantener, en su mínimo nivel, la entropía de nuestro propio sistema. Así los mamíferos, por ejemplo, podemos mantener una temperatura constante a pesar de las variaciones externas.

En el medio de todas estas cavilaciones estaba cuando me percaté que tenía que ir a la verdulería, ya que necesitaba frutas y verduras. Pensando en esas zonceras llegué hasta el negocio y pedí lo usual, frutas de estación, peras o ciruelas, ya que estamos al fin del verano y algunos otros vegetales, como zanahorias o cebollas. Pero había en el aire una necesidad de comer paltas, un diablillo que me decía susurrando al oído – mmmhhh que ricas unas paltas. Por lo tanto, cediendo a la tentación y cuando terminaba las compras, le pedí al verdulero, Jaime Masbueno, que por cierto es un amigo, que me diera una palta para comer hoy y otra para la semana. Rápidamente y con la velocidad de un demonio me dio dos paltas, una lo suficientemente madura para usar en la cena y otra en período de maduración que me servía para la semana. Me asombré de su habilidad y por mera curiosidad le pregunté como las distinguía sin palparlas previamente. Antes de contestarme se rascó su barba y se acomodó su moñito decimonónico (hay que decir que Jaime es muy vintage). – Simple, dijo. – Todas las paltas vienen del mercado en este cajoncito, con una etiqueta que identifica la marca, apuró en forma axiomática. – A la mañana simplemente las toco una por una y a aquellas que ya están maduras, simplemente les retiro la etiqueta. – Así logro, en un solo cajón, reducir el desorden en una forma clara y sencilla. – No hay mucha ciencia detrás de esto, ¿no? ¿o sí?

Pagué en silencio y lo saludé con admiración y afecto, pensando que la ciencia obra, a veces, en forma misteriosa.