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Il fallimento termodinamico dell`evoluzione
Granville Sewell (da The American Spectator)  

Documento originale

Nell'attuale dibattito sull'"Intelligent Design" l'argomentazione più forte degli oppositori del "progetto" è questa: abbiamo spiegazioni scientifiche per quasi ogni cosa in natura, cosa c'è che non va nell'evoluzione? Il profano capisce molto bene che spiegare l'origine del cervello umano è un problema molto differente dal trovare le cause dei terremoti; comunque, per esprimere questa differenza nei termini che uno scienziato può capire richiede una discussione della seconda legge della termodinamica.

La prime formulazioni della seconda legge riguardavano il calore: una quantità chiamata "entropia" termica fu definita per misurare la casualità, o disordine, associato ad una distribuzione di temperatura, e fu provato che in un sistema isolato questa entropia cresce sempre, o almeno non decresce mai, perchè la temperatura diventa sempre più casualmente (uniformemente) distribuita. Se definiamo l'"ordine" termico come l'opposto (negativo) dell'entropia termica, possiamo dire che l'ordine termico non può mai crescere in un sistema chiuso (isolato). Inoltre, fu presto chiaro che altri tipi di ordine possono essere definiti, i quali anche non crescono in un sistema chiuso. Per esempio, possiamo definire un "ordine del carbonio" associato con la distribuzione del carbonio diffuso in un solido, usando le stesse equazioni, e per mezzo di un'identica analisi provare che anche questo ordine diminuisce continuamente in un sistema chiuso. Con il tempo, la seconda legge venne ad essere interpretata in modo sempre più generale, e oggi molte trattazioni della seconda legge nei libri di testo di fisica offrono esempi di crescita di entropia (diminuzione di ordine) che non hanno niente a che fare con la conduzione del calore o la diffusione, come la rottura di una bicchiere di vino o la demolizione di un edificio.

E` una nota predizione della seconda legge che, in un sistema chiuso, ogni tipo di ordine è instabile e deve eventualmente diminuire, perchè ogni cosa tende verso i suoi stati più probabili. Non solo le distribuzioni del carbonio e della temperatura diventano più disordinate (più uniformi), ma l'efficienza dei dispositivi elettronici si deteriorerà, non migliorerà. Forze naturali, come la corrosione, l'erosione, il fuoco e le esplosioni, non creano ordine, lo distruggono. La seconda legge ha a che fare con la probabilità, use la probabilità a livello microscopico per predire cambiamenti macroscopici: il motivo per cui il carbonio si distribuisce sempre più uniformemente in un solido isolato è quanto le leggi della probabilità predicono quando la sola diffusione è attiva.

La ragione per cui le forze naturali possono ridurre un astronave, un televisore o un computer in un cumulo di macerie ma non viceversa è anche la probabilità: di tutte le possibili disposizioni di atomi, solo una piccola percentuale può volare sulla luna e ritornare, o ricevere immagini e suoni dall'altro lato della Terra, o addizionare, sottrarre, moltiplicare e dividere numeri reali con una grande precisione.

La scoperta che la vita sulla Terra si è sviluppata attraverso "stadi" evolutivi, abbinata all'osservazione che le mutazioni e la selezione naturale - come altre forze naturali - possano causare cambiamenti (minori), è largamente accettata nel mondo scientifico come prova che la selezione naturale - sola tra tutte le forze naturali - possa creare ordine dal disordine, ed anche progettare cervelli umani dotati di coscienza umana.

Solo il profano sembra vedere il problema con questa logica. In un recente articolo sul "Mathematical Intelligencer" ("A Mathematician's View of Evolution", 22, numeri 4, 5-7, 2000), dopo aver illustrato i motivi specifici per cui non è ragionevole attribuire alla selezione naturale le tappe principali dello sviluppo della vita, affermai che l'idea che la quattro fondamentali forze della fisica da sole potessero organizzare le particelle fondamentali della natura in astronavi, impianti nucleari, e computer, connessi a stampanti laser, monitor, tastiere ed Internet, sembra violare la seconda legge della termodinamica in modo spettacolare.

Chiunque abbia sollevato tale critica conosce la risposta standard: la Terra è un sistema aperto, essa riceve energia dal sole, e l'ordine può aumentare in un sistema aperto, in quanto è "compensato" in qualche modo da una comparabile o più grande diminuzione al di fuori del sistema. S. Angrist e L. Hepler, per esempio, in "Order and Chaos" (Basic Books, 1967), scrivono: «In un certo senso lo sviluppo della civiltà può apparire contradditorio nei confronti della seconda legge... Sebbene la società possa ottenere riduzioni locali dell'entropia, la tendenza generale ed universale dell'entropia a crescere travolge gli anomali ma importanti sforzi dell'uomo civilizzato. Ogni diminuzione localizzata di entropia, dovuta all'uomo o a macchine, è accompagnata da una più grande crescita di entropia nei dintorni, quindi mantenendo il richiesto incremento nell'entropia totale».

Secondo tale ragionamento allora la seconda legge non impedisce che frammenti di metallo si riorganizzino in un computer in una stanza, a patto che due computer nella stanza vicina arruginiscano in rottami - e la porta sia aperta. Nell'appendice D del mio nuovo libro "The Numerical Solution of Ordinary and Partial Differential Equations", (John Wiley & Sons, 2005) esamino in dettaglio l'equazione della variazione dell'entropia, che si applica non solo all'entropia termica ma anche all'entropia associata a qualsiasi cosa che si diffonda, e dimostro che essa non dice semplicemente che l'ordine non può aumentare in un sistema chiuso. Essa dice anche che in un sistema aperto, l'ordine non può aumentare più velocemente di quanto sia importato attraverso i confini. Secondo tale equazione, l'ordine termico in un sistema aperto può decrescere in due differenti modi - può essere convertito in disordine oppure può essere esportato attraverso i confini. Può crescere solo in un modo: per importazione attraverso i confini. Analogamente l'aumento dell'"ordine del carbonio" in un sistema aperto non può essere maggiore dell'ordine del carbonio importato attraverso i confini, e l'aumento dell'"ordine del cromo" in un sistema aperto non può essere maggiore dell'ordine del cromo importato attraverso i confini, e così via.

In questi semplici esempi, non ho preso in considerazione se non la conduzione del calore o la diffusione, ma per situazioni più generali, ho espresso la tautologia che "se un aumento di ordine è estremamente improbabile quando un sistema è chiuso, esso è estremamente improbabile quando il sistema è aperto, a meno che qualche cosa entri che lo renda non estremamente improbabile". Il fatto che l'ordine scompare nella stanza vicina non rende affatto più facile che compaiano computer nella nostra stanza - a meno che l'ordine scompaia nella nostra stanza, e solo se è un tipo di ordine che rende l'apparizione di computer non estremamente improbabile, per esempio, computer stessi. Importare ordine termico renderà la distribuzione della temperatura meno casuale, e importare ordine di carbonio renderà la distribuzione del carbonio meno casuale, ma certo non renderà la formazione di computer più probabile.

Cosa accade in un sistema chiuso dipende dalle condizioni iniziali; cosa accade in un sistema aperto dipende dalle condizioni al contorno.  Come ho scritto in "Can ANYTHING Happen in an Open System?" ?" ("The Mathematical Intelligencer" 23, numero 4, 8-10, 2001), "l'ordine può crescere in un sistema aperto, non perchè le leggi della probabilità siano sospese quando la porta è aperta, ma semplicemente perchè l'ordine può transitare dalla porta... Se trovassimo evidenza che DNA, parti di auto, chips di computer e libri sono entrati attraverso l'atmosfera terrestre in qualche momento del passato, allora forse l'apparizione di umani, automobili, computer ed enciclopedie in un pianeta prima sterile potrebbe spiegarsi senza violare la seconda legge qui (sarebbe violata da qualche altra parte!). Ma se tutto ciò che vediamo entrare è solo radiazione e frammenti di meteorite, sembra chiaro che ciò che entra dai confini non può spiegare l'aumento di ordine osservato qui".

L'evoluzionista, quindi non può evitare il problema della probabilità dicendo che qualsiasi cosa può accadere in un sistema aperto, egli è giocoforza spinto a dire che ciò sembra soltanto estremamente improbabile, ma realmente non lo è, perchè gli atomi possono organizzarsi in astronavi e computer e televisori.

I Darwinisti credono di aver già scoperto la sorgente di tutto questo ordine, così diamo un occhiata più da vicino alla loro teoria. La critica tradizionale contro il Darwinismo è che la selezione naturale non può guidare lo sviluppo di nuovi organi e nuovi sistemi di organi - cioè lo sviluppo di nuovi ordini, classi e phyla - attraverso i loro stati iniziali inutili, durante i quali essi non forniscono alcun vantaggio selettivo. La selezione naturale può essere in grado di far diventare più scure le ali di una farfalla (anche questo è messo in dubbio), ma questo non significa che essa possa progettare alcunchè di complesso.

Prendiamo ad esempio le vescicole acquatiche, descritte in "Plants and Environment", di  R.F. Daubenmire (John Wiley & Sons, 1947): "Le vescicole acquatiche sono delicate erbe che dispongono di trappole a forma di vescica di diametro 5mm o meno. Queste trappole hanno steli sensore attaccati ad una porta a forma di valvola che normalmente tengono la trappola strettamente chiusa. I lati della trappola sono sotto tensione, ma quando un piccolo animale tocca uno degli steli sensore la valvola si apre, la vescica si espande e l'animale è risucchiato nella trappola. La porta si chiude e in circa 20 minuti la trappola è pronta per un'altra vittima".

In un articolo della "Nature Encyclopedia of Life Sciences" [Nature Publishing Group, 2004] sulle Piante Carnivore, gli autori Wolf-Ekkehard Lonnig e Heinz-Albert Becker riconoscono che "appare difficile anche solo immaginare un significativo vantaggio evolutivo per tutte le migliaia di stadi intermedi in uno scenario graduale... per l'origine delle complesse strutture delle piante carnivore esaminate prima".

Lo sviluppo di ogni principale nuova caratteristica presenta problemi simili, e secondo il biochimico Michael Behe della Lehigh University, che descrive in dettaglio parecchi esempi spettacolari in "Darwin's Black Box" (Free Press, 1996), il mondo della microbiologia è pieno di tali esempi di "irriducibile complessità". Sembra che finchè gli steli sensore, la porta e la camera pressurizzata non sono al loro posto, e la capacità di digerire insetti, e di riordinare la trappola per essere in grado di catturare altri insetti siano sviluppate, nessuno dei componenti singoli di questa trappola carnivora sarebbe stato di alcuna utilità. Quale vantaggio selettivo può avere una camera pressurizzata incompleta? All'osservatore imparziale può sembrare che nessuno dei componenti di questa trappola sarebbe stato di alcuna utilità finchè la trappola fosse perfetta, ma naturalmente un buon Darwinista immaginerà due o tre utili stadi intermedi (e forse ne troverà uno in natura!), e considererà il problema risolto. Credo che siano necessari migliaia di stadi intermedi prima che questo esempio di irriducibile complessità sia ridotto a stadi così piccoli da essere spiegati da singole mutazioni casuali - una quantità di cose devono accadere dietro la scena e a livello microscopico prima che questa trappola catturi e digerisca insetti. Non so come provarlo. (Ma se qualcuno immaginasse che molto può essere prodotto da singole mutazioni casuali, facciamo notare che se un miliardo di animali battesse ognuno un carattere a caso ogni secondo per tutta la storia della Terra di 4,5 miliardi di anni, non c'è speranza che qualcuno di essi duplichi una data stringa di 20 caratteri).

Sono inoltre sicuro che se anche poteste immaginare una lunga serie di stadi intermedi utili, ognuno presenterebbe un così trascurabile vantaggio selettivo che niente di paragonabile a questa trappola per insetti potrebbe essere mai prodotto, ma non posso provare neanche questo. Infine, che la selezione naturale sembri remotamente plausibile dipende dal fatto che mentre le specie stanno aspettando ulteriori migliorie, le loro attuali complesse strutture sono "bloccate", e passate avanti perfettamente attraverso molte generazioni. Questo fenomeno osservato è inspiegabile - non vedo motivo per cui tutti gli organismi viventi non decadono costantemente in componenti più semplici - come succede quando muoiono.

Quando si esaminino stadi singoli nello sviluppo della vita, la spiegazione di Darwin è difficile da smentire, perchè qualche vantaggio selettivo può immaginarsi in quasi ogni cosa. Come ogni altro schema progettato per violare la seconda legge, è solo quando si guarda al risultato globale che diventa ovvio che esso non funziona.

Un articolo di "National Geographic" del novembre 2004 proclama che l'evidenza che Darwin aveva ragione circa l'evoluzione è straripante. Siccome non c'è alcuna prova che la selezione naturale abbia fatto niente di più spettacolare che sviluppare nei batteri resistenza agli antibiotici, dov'è la straripante evidenza per giustificare un abilità che non si attribuisce ad alcun altra forza naturale nell'universo: la capacità di creare ordine dal disordine?

Tre specie di evidenza sono citate: primo, il fatto che le specie siano così ben adatte per i loro ambienti è portato a prova del fatto che esse si sono "adattate" ad essi. Ovviamente, se esse non si fossero "adattate" si sarebbero estinte, e ciò sarebbe portato come prova ancor più valida contro il "progetto". Secondo, essi fanno rilevare i cambiamenti dovuto alla selezione artificiale, in cui intelligenze umane selezionano caratteristiche già presenti nel pool genetico, come evidenza di ciò che può ottenersi quando forze naturali selezionano tra l'accidentalità genetica. Ma usualmente la principale evidenza offerta è l'"albero evolutivo" delle somiglianze ragruppante tutte le specie, fossili e viventi. Queste somiglianze erano naturalmente conosciute ben prima di Darwin (molti animali hanno 4 gambe, una testa, due occhi e una coda!); tutto quel che ha fatto la scienza moderna è mostrare che le somiglianze vanno più in profondità di quanto notato dagli antichi.

Sebbene queste somiglianze possano suggerire cause naturali al nostro moderno modo di pensare, non ci dicono in realtà niente su cosa possano essere. Infatti i resti fossili non confermano per niente il fatto che nuovi organi e nuovi sistemi di organi siano sorti gradualmente: nuovi ordini, classi e phyla sono apparsi improvvisamente. Per esempio, il paleontologo di Harvard George Gaylord Simpson nella sua "The History of Life" (in Volume I of Evolution after Darwin, University of Chicago Press, 1960) scrive:«E` noto dai resti fossili conosciuti che la maggior parte dei taxa apparvero improvvisamente. Essi non furono, di regola, sorti per mezzo di una serie quasi impercettibile di cambiamenti come Darwin credeva dovesse essere tipico dell'evoluzione... Questo fenomeno diventa tanto più universale e più forte quanto più si sale nella gerarchia delle categorie. Le differenze tra le specie conosciute sono sporadiche e spesso piccole. Le differenze tra gli ordini, le classi e i phyla sono sistematici e quasi sempre grandi. Queste caratteristiche dei fossili pongono uno dei più importanti problemi teorici in tutta la storia della vita: è questa apparizione improvvisa delle categorie maggiori un fenomeno dell'evoluzione o solo dei fossili, dovuto a difetti di campionatura ed altre inadeguatezze?»

Infine, sono conscio che la logica e l'evidenza sono impotenti contro la percezione popolare, alimentata da prestigiosi giornali come "National Geographic" e "Nature", che nessun scienziato serio nutre alcun dubbio sul Darwinismo, così voglio citare una parte del "News Service" report del "New York Times" del 5 novembre 1980:«La conoscenza della biologia di come l'evoluzione lavora, che ha per lungo tempo ipotizzato un processo graduale di selezione naturale Darwiniana agente su mutazioni genetiche, sta affrontando la sua più profonda rivoluzione degli ultimi 50 anni. Al cuore di tale rivoluzione c'è una specie di pradosso. Scoperte recenti sembrano confermare la conclusione epocale di Darwin che tutte le forme di vita si sono evolute da un progenitore comune. L'analisi genetica, per esempio, ha mostrato che ogni organismo è governato dallo stesso codice genetico che controlla gli stessi processi biochimici. Nello stesso tempo invece molti studi suggeriscono che l'origine delle specie non si spiega nel modo che Darwin suggeriva... Come esattamente l'evoluzione sia avvenuta è ora soggetto di grandi controversie tra i biologi. Sebbene il dibattito vada avanti da parecchi anni, ha raggiunto un crescendo l'ultimo mese, quando 150 scienziati specializzati negli studi evolutivi si sono incontrati nel "Field Museum of Natural History" di Chicago per vagliare alcune nuove ipotesi che sfidano vecchie idee... Sul tavolo dell'incontro di Chicago c'era la macroevoluzione, un termine oggetto di dibattito in se stesso ma che generalmente si riferisce all'evoluzione delle differenze [morfologiche] maggiori... Darwin sapeva di inoltrarsi su un terreno infido estendendo la selezione naturale per spiegare le differenze tra i maggiori gruppi di organismi. I resti fossili del suo tempo non mostravano affatto le transizioni graduali tra questi gruppi, ma egli sperò che future scoperte fossili avrebbero colmato gli anelli mancanti. "I fossili che ci è stato detto di trovare negli ultimi 120 anni non esistono", ha dichiarato Niles  Eldridge, un paleontologo del "American Museum of Natural History" di New York. Eldridge ricordò la riunione in cui molti cacciatori di fossili avevano illustrato come essi traccino la storia di una specie attraverso gli strati successivi di antichi sedimenti. Le specie semplicemente appaiono ad un dato momento della storia geologica, persistono fondamentalmente immutate per qualche milione di anni e poi scompaiono. Ci sono pochisimi esempi - qualcuno dice nessuno - di una specie trasformatasi gradualmente in un'altra ».

La scienza ha avuto così successo nello spiegare i fenomeni naturali che il moderno scienziato è convinto che essa possa spiegare tutto. Ogni cosa che non quadra con questo modello materialistico è semplicemente ignorata. Quando egli scopre che tutte le costanti della fisica, come la velocità della luce, la carica e la massa dell'elettrone, la costante di Planck, ecc. devono avere esattamente i valori che hanno per consentire a concepibili forme di vita di sopravvivere nel nostro universo, egli propone il "principio antropico" e dice che devono esserci molti altri universi con le stesse leggi, ma con valori casuali per le costanti base, e basta ottenere i valori giusti. Quando gli chiedete come un processo meccanico come la selezione naturale possa generare la coscienza umana dalla materia inanimata, egli dice, "coscienza umana - cos'è?". Egli parla dell'evoluzione umana come fosse un osservatore esterno e non sembra meravigliarsi di essere dentro uno degli esseri che sta studiando. Quando gli domandate come le quattro forze fondamentali della natura possano organizzare le particelle base in librerie piene di enciclopedie, testi scientifici e narrativi, computer, connessi a stampanti laser, monitor e tastiere e Internet, egli dice, bene, l'ordine può crescere in un sistema aperto.

Lo sviluppo della vita può avere violato solo una legge scientifica, ma è proprio quella che Sir Arthur Eddington chiamava la "suprema" legge della natura, e l'ha violata in modo spettacolare. Almeno questa è la mia opinione, ma forse sbaglio. Forse sembra solo estremamente improbabile, ma in realtà non lo è, che, nelle giuste condizioni, l'influsso di energia stellare dentro un pianeta possa far si che atomi si auto-organizzino in impianti nucleari, astronavi e computer. Ma uno penserebbe che almeno questo fosse considerato un problema aperto, e quelli che sono convinti che sia veramente estremamente improbabile, e quindi contrario al fondamentale principio soggiacente alla seconda legge, siano rispettati e presi sul serio dai loro colleghi, ma non lo sono.