EQUILIBRI VICINI E LONTANI, MODELLI, "VERITA' SCIENTIFICA"

 

Disse un fisico:"L'equilibrio di un insieme di variabili ALEATORIE non c'entra con l'evoluzione CAOTICA di variabili non aleatorie." 

CS: "l'equilibrio come insieme di variabili aleatorie è meccanica statistica. Io per ovvi motivi lo vedo come un minimo di una funzione di stato (G) che di aleatorio non ha nulla"

Fisico:"Ok. Tuttavia Prigogine non usa l'approccio termodinamico ma la meccanica statistica, "correggendo" la lagrangiana con termini dissipativi."

Riposta:"Per la termodinamica dei sistemi lontani dall'equilibrio è ancora saldamente ancorato alla termodinamica classica" (vedere immagine) 

Fisico: "Interessante." 

CS: "Ha sempre usato l'uno e l'altro strumento, a seconda delle convenienze... e quando si parla di chimica (e in generale di bulk) la trattazione classica è più comoda, senz'altro più economica." 

Fisico: "La termodinamica classica si presta senz'altro meglio all'uso. Per questo i chimici la conoscono mooooolto meglio dei fisici" 

CS: "Mentre invece trattando un set di particelle la meccanica statistica è la cosa più appropriata, e per questo i fisici la conoscono molto meglio dei chimici "

Lasciate perdere un istante l'oggetto specifico, e considerate l'aspetto saliente della cosa: l'equilibrio è risultato di un insieme di variabili aleatorie, o un minimo di una funzione di stato per niente aleatoria? Ecco, questa domanda non ha senso. Sono "vere" entrambe le cose, a seconda di cosa si guarda e come lo si guarda. 

Mi ricordo un tale che mi venne a dire: "Ma non lo sai che esiste la meccanica statistica?" Che voleva dire, in realtà "Ma non lo sai che la termodinamica classica è superata?". Essendo il tale biologo per formazione, il fatto che discettasse di meccanica statistica e termodinamica classica era appena appena surreale e lo era perché mai in vita sua aveva dovuto ricavare una funzione di distribuzione davanti a una lavagna e a una commissione di esame, leggasi "Chimica Fisica II", quella che non fanno in altri posti che non siano corsi di laurea in Chimica, o almeno così era e dovrebbe essere. Ma nel mondo dello spettacolo questo ed altro: mi ricordo distintamente una laurea triennale a distanza in controllo degli alimenti che voleva spiegare a un professionista (cioè a uno che di mestiere faceva proprio quello) come funzionasse la regolazione farmaceutica.

Torniamo a pieccedì in biologia e al suo sostenere che la meccanica statistica aveva archiviato la termodinamica classica. Piccolo particolare, come forse qualcuno avrà capito dal dialogo con il fisico, i risultati di termodinamica classica e termodinamica statistica coincidono. Semplicemente con la prima è più facile gestire materia in bulk, con la seconda è più comodo trattare un insieme di particelle. 

Proviamo a produrre un worked example. L'entropia è da un certo di punto di vista come la meccanica quantistica: il 99.9% di chi ne parla in rete non ne capisce un beep. L'entropia rappresenta il numero dei microstati di un sistema o è la quota di energia che non riuscirai mai a trasformare in lavoro? Oppure S=(H-G)/T e quindi all'equilibrio TΔS=ΔH? Tutte e tre le cose (https://ilchimicoscettico.blogspot.com/2018/07/entropia-uova-impasti-e-maionese.html). Poi essendo quel che sono, quanto a entropia proverei prima a chiedere al Prof. Gibbs (https://ilchimicoscettico.blogspot.com/2018/07/su-uova-e-maionese-avremmo-dovuto.html). Un chimico sa (o dovrebbe sapere) che per esempio mescolando due diversi liquidi miscibili il processo potrà essere o endotermico o esotermico, ma che l'entropia della miscela sarà sempre e comunque maggiore della somma delle entropie dei due liquidi (e questo significa che se si vogliono separare i due componenti occorrerà lavoro/energia, e che la separazione non sarà mai completa - all'entropia un prezzo comunque lo devi pagare).

Ma non c'è niente di strano o inusuale nel fatto che termodinamica classica e statistica convergano, così come la meccanica quantistica non contraddice o sostituisce le equazioni di Maxwell : il momento angolare di spin di un nucleo di idrogeno in un campo magnetico può essere descritto con l'elettromagnetismo classico o con la meccanica quantistica, ad esempio, e nessuna delle due descrizioni è più "vera" dell'altra. Per questo parlare di "verità scientifica" ha poco senso, anzi è una fallacia epistemologica abissale, che però viene usata con una frequenza ed una pochezza avvilenti. Come diceva uno le discipline scientifiche lavorano per modelli, e i modelli di maggiore successo diventano "leggi della natura". Ma un modello non è quello che descrive e lo stesso fenomeno può essere descritto da modelli diversi.

Ogni epoca ha una sua temperie culturale e con le discipline scientifiche le cose non vanno diversamente. Io mi ricordo un professore di Chimica Fisica II (perlappunto) che nella prima lezione del suo corso ammanniva agli studenti una parabola tratta dal canone buddhista ( Udana VI, 4, 66, 69)

“C’era una volta un re che ordinò al suo ministro: «Riunisci in piazza tutti gli uomini del regno, che sono ciechi fin dalla nascita!». Il ministro eseguì e il re si recò sulla piazza, dov’erano riuniti i ciechi, quindi chiamò l’elefantiere, e disse: «Questo è l’elefante!». E fece toccare ad alcuni ciechi la testa, ad altri le orecchie, ad altri le zanne, ad altri la proboscide, ad altri il ventre, ad altri le gambe, ad altri il dietro, ad altri il membro, ad altri la coda; sempre a tutti dicendo: «Questo è l’elefante!». Poi il re si accostò ai ciechi e chiese loro se avessero toccato l’elefante. «Sì, Maestà!» risposero. «Allora ditemi a che cosa rassomiglia». E i ciechi cominciarono a descrivere a modo loro l’elefante. Quelli che avevano toccato la testa dissero che rassomigliava a una caldaia. Quelli che avevano toccato le orecchie dissero che rassomigliava ad un ventilabro. Quelli che avevano toccato le zanne che rassomigliava ad un vomere. Quelli che avevano toccato la proboscide che rassomigliava ad un manico d’aratro. Quelli che avevano toccato il ventre dissero che rassomigliava ad un granaio. Quelli che avevano toccato le gambe, dissero che rassomigliava a colonne. Quelli che avevano toccato il dietro, dissero che rassomigliava ad un mortaio. Quelli che avevano toccato il membro, dissero che rassomigliava ad un pestello. Quelli che avevano toccato la coda, dissero che rassomigliava ad uno scacciamosche.  E, siccome ognuno sosteneva la sua opinione, cominciarono a discutere e finirono con l’accapigliarsi e percuotersi, gridando: «L’elefante rassomiglia a questo, non a quello! Non rassomiglia a questo, rassomiglia a quello!». E il re si divertì a quella zuffa”.

(ora qualcuno penserà: che fulminati antiscientifici possono occupare una cattedra universitaria! Invece non era assolutamente il caso, si trattava di un'esame tutto di chimica quantistica, meccanica statistica e teoria dei gruppi e quando lo davi passavi un'oretta a ricavare equazioni alla lavagna)

Detto questo è possibile prevedere con calcoli, per esempio, l'equilibrio liquido vapore di una miscela di componenti volatili? Eccome se è possibile. E sono possibili tante altre cose, ma da qui ad avere in mano una "verità" ce ne corre. Quanto alla ricerca scientifica io rimango attaccato alla magnifica definizione di Prigogine, "un fecondo dialogo tra l'intelletto e la natura". Una definizione che oggi ai più suonerà desueta, soprattutto per il ruolo dell'intelletto.