el mundo de la termodinamica

El mundo de la termodinámica
Enrico Bellone

Los conceptos originados en el seno de esta rama de la física
no tardaron en incorporarse de forma provechosa
a otros muchos sectores de la investigación científica

L

a ciencia de la termodinámica,
en su expresión moderna, nace
hacia mediados del siglo XIX. Su
desarrollo ha propiciado el de otros
programas de investigación especializaday de reflexión general. Los
resultados de esta disciplina incidieron desde un principio en múltiples
aspectos del saber. Así invadió los
ámbitos de la química, del estudio de
la energía y de la producción mecánica de trabajo y los modelos interpretativos de cuya elaboración nació
la mecánica estadística; justificó las
propuestas de métodos de cuantización de tipo boltzmanniano para laenergía cinética molecular, ya en
1872, y alumbró las anomalías predictivas ligadas a las ecuaciones diferenciales empleadas en la dinámica
de sistemas de n cuerpos, los complicados horizontes físicos y matemáticos de la irreversibilidad, las primeras hipótesis de Planck sobre el
cuerpo negro y las cavilaciones sobre
la evolución y la muerte térmica del
universo. Este papel de la termodinámica y desus ramificaciones se
incrementó a lo largo del siglo XX ;
bástenos citar, a mero título de ejemplo, la función desarrollada por la
mecánica estadística del XIX en la
exploración por Planck y Einstein del
mundo de la radiación, la discusión
sobre la relación entre la flecha del
tiempo y la estructura de la relatividad general, la física de los procesos
en los sistemas fisicoquímicosalejados del equilibrio, el caos determinista y las aplicaciones de la teoría
de los cristales de espín a los modelos de redes neuronales.
Es notorio que las relaciones entre
los temas de la irreversibilidad y de
la simetría intrínseca de las ecuaciones básicas, como son las de Newton-Euler, las de Maxwell y las de
Schrödinger, plantean la cuestión
de la predicción del comportamiento
de lossistemas determinados matemáticamente. Una cuestión que, como
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puede imaginarse, constituiría de por
sí un desafío a la razón clásica.
El gran investigador clásico Henri
Poincaré desarrolló en 1907 el esquema argumental que sirve de columna
vertebral para nuestras reflexiones
sobre la relación entre la termodinámica, la aproximación probabilística a los fenómenos y la noción de
predicción.Poincaré, que se movía
en el ámbito de investigaciones matemáticas rigurosas y poseía profundos conocimientos de física, estaba
intrigado por la naturaleza de dicha
relación. Consideró sobre todo la
influencia que ejercían las ideas difusas y escurridizas relacionadas con
los usos de la palabra “azar” y de la
expresión “leyes del azar”. Distaba de
creer que el azar fuera una medida
denuestra ignorancia y de que fuera
justo llamar fortuito al fenómeno
cuyas leyes desconocemos. Por tal
razón consideraba interesante el
hecho de que las leyes experimentales sobre los gases pudieran deducirse matemáticamente de conjeturas
sobre variaciones “aleatorias” de las
velocidades moleculares. Cualquiera
que fuese la relación de tal deducibilidad con nuestra ignorancia sobre
losmovimientos reales de las moléculas —debida a la imposibilidad de
desarrollar todos los cálculos necesarios para determinar el movimiento
de cada partícula—, el lenguaje de los
físicos resultaría francamente paradójico en opinión de Poincaré. Cuando
tuvieran que hacer una predicción se
verían obligados a responder con
expresiones inaceptables del tenor
siguiente: “Se me pide que prediga losfenómenos futuros. Si por desgracia
conociera las leyes que los rigen, no
podría hacerlo más que mediante
cálculos inacabables y tendría que
renunciar a daros una respuesta; pero
como tengo la fortuna de ignorarlas,
os contestaré de inmediato. Lo más
extraordinario de todo es que mi respuesta será correcta.”

De la argumentación de Poincaré
se derivaban consecuencias importantes. La palabra...