A segunda lei da termodinâmica impede a evolução (Talk.Origins)

Alegação CF001:

A segunda lei da termodinâmica diz que tudo tende à desordem, tornando o desenvolvimento evolutivo impossível.

Fonte: Morris, Henry M., 1974. Scientific Creationism, Green Forest, AR: Master Books, pp. 38-46.

Resposta da CreationWiki:

Esta é na verdade uma descrição excessivamente simplificada de um conceito científico mais complexo. Esse problema geralmente surge quando um conceito científico complexo é enunciado de maneira a torná-lo compreensível para não cientistas. Essa afirmação de forma alguma implica que a ordem não possa ser produzida a partir da desordem, mas simplesmente indica que a tendência natural é da ordem para a desordem.

(citações do Talk.Origins em azul)

1. A segunda lei da termodinâmica não diz isso. Ela diz que o calor não fluirá espontaneamente de um corpo mais frio para um mais quente, ou de forma equivalente, que a entropia total (uma medida da energia útil) em um sistema fechado não diminuirá.

Esta é uma afirmação quase precisa da 2ª lei, embora a entropia seja na verdade uma medida da energia inutilizável, não da energia útil. No entanto, quando a entropia é examinada estatisticamente, ela pode ser considerada uma medida de aleatoriedade. Agora, quanto mais aleatório um sistema for, mais desordenado ele se torna. A fórmula para entropia estatística é:

S é a entropia.

k é a constante de Boltzmann = 1,3806504(24) X 10^-23 J K^-1

é o número de configurações equivalentes igualmente prováveis. Esta é uma medida direta da desordem.

Os sistemas aleatórios ou desordenados têm um número significativamente maior de configurações equivalentes igualmente prováveis, que podem basicamente ser considerados inevitáveis. Ora, é verdade que entropia não é equivalente a desordem, mas a entropia está logaritmicamente relacionada a desordem. A entropia pode ser considerada uma medida de desordem da mesma forma que a Escala Richter é uma medida de terremotos ou decibéis são uma medida de som. O resultado é que é correto chamar a entropia de medida de desordem.

Referências:

1. J Philip Bromberg, Physical Chemistry, 1984, pg. 690] Nota: Este é um livro-texto padrão de nível universitário e, tanto quanto se pode determinar, o autor não é um criacionista.
2. Entropia na Wikipedia em inglês

Isso não impede o aumento da ordem porque:

A afirmação não diz que a 2ª lei impede totalmente o aumento da ordem, mas simplesmente que existe uma tendência natural para a desordem. Nenhum criacionista usando este argumento afirmaria que a 2ª lei impede totalmente os aumentos na ordem.

• a terra não é um sistema fechado; a luz do sol (com baixa entropia) brilha sobre ela e o calor (com alta entropia) é irradiado. Este fluxo de energia, e a mudança na entropia que o acompanha, podem e irão impulsionar as diminuições locais de entropia na Terra.

É verdade, mas a mesma energia pode e alimenta as forças destrutivas que aumentam a entropia na Terra. A questão é: como a energia é aplicada? É aqui que a 2ª lei se torna inadequada para descrever os eventos completamente, uma vez que é tão geral que não trata de como a energia é aplicada. Porém, quando a entropia é examinada estatisticamente, fica claro que a energia precisa ser aplicada de forma organizada para reduzir a entropia, caso contrário, os resultados serão aleatórios, aumentando assim a entropia. O sol batendo em uma pilha de madeira não vai construir um galpão.

• entropia não é o mesmo que desordem. Às vezes, os dois correspondem, mas às vezes a ordem aumenta com o aumento da entropia. [Aranda-Espinoza et al. 1999; Kestenbaum 1998] A entropia pode até ser usada para produzir ordem, como na classificação de moléculas por tamanho [Han and Craighead 2000].

Na verdade, estatisticamente a entropia pode ser considerada uma medida de aleatoriedade ou desordem. Em casos como a classificação de moléculas por tamanho, existe uma força organizadora. Uma combinação de gravidade, ou força centrífuga, e a força de flutuabilidade serve como a força organizadora nesse caso. Esse tipo de classificação não é um evento totalmente aleatório e, como tal, pode produzir um grau de ordem em um grupo menos organizado de moléculas. Não foi demonstrado nenhuma dessas leis ou forças produzindo vida a partir de não-vida, ou produzindo informação genética significativa dentro de um organismo.

• mesmo em um sistema fechado, bolsões de baixa entropia podem se formar se estes forem compensados por um aumento de entropia em outras partes do sistema.

É verdade, mas, mais uma vez, ninguém está dizendo que a entropia não pode ser diminuída. Isso não muda o simples fato de que a tendência é que a entropia aumente.

Em suma, a ordem a partir da desordem acontece na terra o tempo todo.

É verdade, mas simplesmente demonstrar isso não é suficiente. É preciso demonstrar que diminuições na escala necessária para a origem e a evolução da vida podem ocorrer espontaneamente.

2. Os únicos processos necessários para que a evolução ocorra são a reprodução, a variação hereditária e a seleção. Tudo isso acontece o tempo todo, então, obviamente, nenhuma lei física os está impedindo. Na verdade, as conexões entre evolução e entropia foram estudadas em profundidade, e nunca em detrimento da evolução. [Demetrius 2000].

Os processos de reprodução, variação hereditária e seleção são observados, mas a única forma de mudança observada é a variação dentro dos tipos de seres vivos, ou adaptação. Esse tipo de variação é reconhecido pelos criacionistas e representa um aumento da entropia. Esse tipo de mudança não é o que está em questão. O que está em questão é a origem da vida e a evolução de amebas para os homens. A maioria das variações herdáveis observadas representam claramente um aumento na entropia dos organismos. Grande parte da variação herdável necessária para a evolução requer uma diminuição da entropia, então só porque a variação e a seleção são consistentes com a 2ª lei não significa que a evolução de complexidade crescente seja também.

Vários cientistas propuseram que a evolução e a origem da vida são impulsionadas pela entropia [McShea 1998].

É uma noção interessante, mas a origem da vida representa uma importante diminuição local da entropia. Afirmar que a origem é impulsionada pela entropia requer mais explicação do que o que é dado aqui.

Alguns veem o conteúdo de informação dos organismos sujeitos à diversificação de acordo com a 2ª lei [Brooks e Wiley 1988], então os organismos diversificam para preencher nichos vazios da mesma forma que um gás se expande para preencher um recipiente vazio.

Na verdade, isso é consistente com o que os criacionistas dizem sobre diversificação.

Outros propõem que sistemas complexos altamente ordenados surgem e evoluem para dissipar energia (e aumentar a entropia geral) de forma mais eficiente[Schneider and Kay 1994].

Mesmo que seja verdade, a vida precisa vir à existência antes que possa dissipar energia. A origem da vida representa uma importante diminuição local da entropia, exigindo o consumo de energia. Sem um mecanismo para o processo, tal alegação para a origem da vida não tem sentido para a questão.

3. Os próprios criacionistas admitem que a ordem crescente é possível. Eles apresentam exceções fictícias à lei para explicar isso.

4. Os próprios criacionistas fazem afirmações que contradizem diretamente suas afirmações sobre a segunda lei da termodinâmica, como classificação hidrológica de fósseis durante o Dilúvio.

Os criacionistas não afirmam que a ordem crescente é impossível; essas declarações são um argumento de espantalho; uma deturpação da afirmação em discussão. Esse é o caso de deturpar uma afirmação para que pareça menos racional do que realmente é. A afirmação real lida com a tendência de sistemas ordenados complexos degenerarem em desordem. Nesses casos, o aumento da desordem representa um aumento da entropia, então ir espontaneamente para o outro lado pode ser visto como uma violação da 2ª lei, a menos que possa ser mostrado como a energia disponível é convertida para fazer o trabalho necessário. No caso da origem da vida, nenhum mecanismo de conversão real parece estar disponível.

O argumento do Talk.Origins é baseado principalmente na suposição de que se afirma que a ordem não pode vir da desordem. Esse não é o caso, já que até mesmo sua própria citação da afirmação diz: "tudo tende à desordem". O fato de a tendência ser para a desordem não significa que a ordem não possa vir da desordem, apenas que a tendência natural normal é da ordem para a desordem.

As afirmações sobre como a evolução é supostamente consistente com o aumento da entropia são, na melhor das hipóteses, vagas. As duas melhores declarações lidam com diversidade e adaptação, e ambas as declarações são consistentes com as posições criacionistas.

Pode-se demonstrar em um livro-texto universitário de termodinâmica que estatisticamente a entropia pode ser considerada uma medida de aleatoriedade ou desordem. Portanto, embora o texto da afirmação seja excessivamente simplificado, ele está essencialmente correto.

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A única falha dessa afirmação é que, para violar a 2ª Lei, um processo teórico teria que diminuir a entropia, sem aumentá-la no entorno. A fórmula é:

Para que a evolução não viole a 2ª Lei, é preciso mostrar que ela se enquadra nas condições acima em todos os estágios desde o Big Bang até o homem.

• O mecanismo chave proposto para a evolução são as mutações. A evolução de complexidade crescente requer muitas reduções na entropia. Existem quatro tipos principais de mutações: duplicações, substituições, adições e deleções. Dos quatro, apenas as deleções têm uma maneira clara de aumentar a entropia do ambiente. Quando uma deleção resulta da radiação, uma partícula de DNA pode ser lançada voando. As outras três não têm nenhuma maneira aparente de aumentar a entropia do ambiente, então uma diminuição na entropia por qualquer uma dessas mutações parece violar a 2ª lei.

• Não há nenhum mecanismo aparente para a origem evolutiva da vida e, portanto, não há como mostrar como isso poderia diminuir a entropia circundante. Na aparente ausência de um mecanismo que satisfaça as condições acima, é sensato concluir que a origem evolutiva da vida violaria a 2ª lei.

Em vez de alegar que a 2ª lei é irrelevante e tentar fazer parecer que os criacionistas não sabem do que estão falando, os evolucionistas deveriam tentar responder às dificuldades com os mecanismos evolutivos mencionados acima. Eles precisam mostrar que existem mecanismos para a evolução e a origem evolutiva da vida que são consistentes com a 2ª Lei.