L’idea che dal caos possa
emergere un ordine si applica in molti contesti scientifici e naturali. Per
esempio, la teoria del caos studia sistemi dinamici complessi, come il clima,
il battito cardiaco o la turbolenza.
Questi sistemi possono sembrare caotici, ma
spesso mostrano attrattori che guidano il loro comportamento. Gli attrattori
sono configurazioni stabili o cicli che emergono dal caos.
Ad esempio, l’attrattore di Lorenz descrive il
comportamento di un sistema meteorologico. Da un’apparente casualità, emergono
traiettorie ordinate nel tempo.
In fisica, le transizioni di fase rappresentano
il passaggio da uno stato all’altro (ad esempio, da solido a liquido o da
liquido a gas).
Queste transizioni seguono leggi precise, anche
se il sistema sembra caotico durante il processo.
L’ordine emerge quando le particelle si
organizzano in una struttura stabile, come un cristallo o un fluido ordinato.
L’evoluzione biologica è un altro esempio di
come l’ordine possa emergere dal caos.
Le mutazioni casuali nei geni creano variazioni
casuali nelle popolazioni. Tuttavia, la selezione naturale favorisce alcune
varianti, portando all’adattamento e all’ordine biologico.
In sintesi, l’ordine può emergere da condizioni
apparentemente caotiche attraverso leggi, strutture nascoste e processi
naturali.
In fisica, i termini ordine
e disordine designano la presenza o l’assenza di simmetria o correlazione
in un sistema a molte particelle. Nella fisica della materia condensata, i
sistemi sono tipicamente ordinati a basse temperature; con il riscaldamento,
essi subiscono una o più transizioni di fase in stati meno ordinati.
Un esempio è la fusione del ghiaccio: Questa è
una transizione solido-liquido, in cui si verifica la perdita dell’ordine
cristallino.
Un altro esempio è la smagnetizzazione del
ferro: Quando il ferro viene riscaldato oltre la temperatura di Curie, avviene
una transizione ferromagnetica-paramagnetica, con conseguente perdita
dell’ordine magnetico.
L’ordine può consistere in una simmetria di
gruppo spaziale cristallino completo o in una correlazione. A seconda di
come la funzione di correlazione decade con la distanza, si parla di ordine a
lungo raggio o ordine a corto raggio. Se uno stato disordinato non è in
equilibrio termodinamico, si definisce “disordine quenched”. Al contrario, il
“disordine annealed” si riferisce a variabili casuali che possono evolvere
autonomamente.
In sintesi, il concetto di ordine e disordine in
fisica è cruciale per comprendere le proprietà dei materiali e le transizioni
di fase.
La legge che stabilisce il
passaggio dall disordine all'ordine è nota come "entropia". Questo
concetto deriva dalla seconda legge della termodinamica, che afferma che
l'entropia di un sistema isolato aumenta nel tempo e tende a raggiungere un
massimo, portando a una maggiore disorganizzazione o disordine. In altre
parole, i sistemi tendono naturalmente verso lo stato di maggiore disordine o
caos senza l'intervento di un'energia esterna per organizzare o ristabilire
l'ordine.
L'entropia è una misura
dell'energia o del caos di un sistema. In fisica e termodinamica,l'entropia è
una quantità che descrive il livello di disordine o di casualità presente in un
sistema. Più è alta l'entropia di un sistema, maggiore è il disordine o la
casualità presente al suo interno. L'entropia aumenta nel tempo in un sistema
isolato, secondo la seconda legge della termodinamica, che descrive il fatto
che l'energia di un sistema tende a distribuirsi in modo sempre più
disordinato.
L'entropia è un concetto fondamentale in
fisica, in particolare nella termodinamica. Essa rappresenta una misura del disordine
di un sistema. In parole semplici, più un sistema è disordinato, maggiore è la
sua entropia.
Immaginiamo una stanza con i libri sparsi sul
pavimento: è un sistema disordinato. Se invece li mettiamo tutti sugli
scaffali, la stanza diventa ordinata e l'entropia del sistema diminuisce.
L'entropia è strettamente legata al secondo
principio della termodinamica, che afferma che l'entropia totale di un
sistema isolato tende ad aumentare nel tempo. In altre parole, i
sistemi tendono naturalmente a diventare più disordinati. Esempi di entropia
sono:
- Ghiaccio
che si scioglie: Quando il ghiaccio si scioglie, le sue
molecole passano da uno stato ordinato (solido) a uno stato disordinato
(liquido). L'entropia del sistema aumenta.
- Un
caffè che si raffredda: Quando un caffè caldo si
raffredda, l'energia termica si disperde nell'ambiente. Questo processo
aumenta l'entropia totale del sistema (caffè + ambiente).
- Un
motore che funziona: Un motore converte l'energia
chimica del carburante in energia meccanica. Tuttavia, una parte
dell'energia viene sempre persa sotto forma di calore. Questo processo
aumenta l'entropia del sistema.
L'entropia è un concetto importante non solo
in fisica, ma anche in altri campi come la chimica, l'informatica, la biologia,
l'ecologia r la teoria dell’informazione.
Dopo il Big Bang, l’Universo era inizialmente
caotico e denso. Con l’espansione, la materia si è raffreddata e ha formato spontaneamente
strutture come stelle, galassie e pianeti.
Nella biologia, le mutazioni casuali nel DNA
portano a variazioni genetiche. La selezione naturale favorisce alcune
varianti, creando ordine biologico.
Il concetto di caos e ordine ha affascinato l’umanità per secoli, e
diverse culture hanno elaborato miti e teorie per spiegare questa transizione.
Per esempio:
Secondo gli antichi greci, il mondo inizialmente
era un caos disordinato. Un dio intervenne e separò la terra dal cielo, l’acqua
dalla terra e l’aria dal cielo. Questo processo creò l’ordine (Kosmos) a
partire dal caos.
Platone considerava il caos come la materia
primordiale, da cui il Demiurgo (una divinità creatrice) trasse gli elementi
per formare il cosmo ordinato (Cosmo).
Nella fisica e nella matematica, il caos e
l’ordine coesistono. Ad esempio, il concetto di attrattori caotici descrive
sistemi dinamici che sembrano disordinati ma seguono leggi precise. Gli
attrattori caotici sono un concetto importante in teoria dei sistemi dinamici,
in particolare nel contesto della teoria del caos. Un attrattore caotico è un
tipo di attrattore dinamico che presenta comportamenti imprevedibili e
altamente sensibili alle condizioni iniziali. In altri termini, anche piccole
variazioni nelle condizioni iniziali possono portare a risultati molto diversi
nel lungo termine.
Questi sistemi caotici sono
spesso descritti attraverso modelli matematici complessi e possono apparire disordinati
e apparentemente casuali. Tuttavia, essi possono ancora seguire leggi
matematiche ben definite.
Gli attrattori caotici sono
oggetto di studio in diverse discipline scientifiche, inclusa la fisica, la
biologia, l'economia e molte altre. Il fenomeno del caos e degli attrattori
caotici ha profonde implicazioni teoriche e pratiche, influenzando il nostro
modo di comprendere e interpretare i sistemi complessi che ci circondano. L’ordine
emerge da questa complessità.
In breve, il passaggio dal caos all’ordine
coinvolge processi creativi, separazione e organizzazione, sia nel mito che
nella scienza.
Come si vede, anche l’ordine
e il disordine fanno parte di una diade, cioè due poli opposti complementari. E
non è un caso che dal caos derivi un qualche ordine. È nelle leggi di natura.
Non c’è bisogno di
ipotizzare alcun Dio creatore. L’universo si autoregola ed evolve
autonomamente. Ma è tutto connesso, tanto che un battito di ali o il ruotare di
un’elica può incidere significativamente.
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