L'ordine del disordine

[Vincenzo Zappalà]

Le nanotecnologie continuano a sorprenderci. Ricercatori che cercavano di inserire particelle microscopiche in configurazioni estremamente ordinate hanno trovato un alleato veramente inaspettato e insospettabile: l'entropia, proprio ciò che dovrebbe portare al disordine completo....
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[arturo]

boo, mi sembra un po' troppo complesso questo discorso per me.

[winston67]

Caro Enzo,il concetto non mi è nuovo. Ecco un'altra evidente conseguenza derivante dallo studio degli automi cellulari (in passato te li avevo già menzionati). Gli automi cellulari (Cellular Automata) sono reticoli (mono- o bidimensionali) di celle il cui valore binario dipende in modo dinamico, dai valori delle celle adiacenti e dal suo precedente valore.
Gli automi cellulari furono studiati in dettaglio da Wolfram che ne studiò i meccanismidi crescita e ne evidenziò le caratteristiche di autoorganizzazione. Egli dimostrò come, anche utilizzando regole di interazione locale molto semplice, l'effetto globale è quello di sviluppare pattern molto complessi ed evoluzioni che ricordano i meccanismi di
riproduzione (e aggiungerei anche la nanotecnologia a questo punto). Richard Dawkins (stimato etologo britannico) ne contempla la peculiarità nei meccanismi dell'evoluzione nelle sua opere "Il gene egoista" e "l'orologiaio cieco". Una conclusione fondamentale è che "anche partendo da un insieme nel quale ciascuna configurazione possibile appare avere uguale probabilità, l'evoluzione dell'automa cellulare concentra le probabilità per configurazioni particolari riducendo l'entropia"[Wolfram, 1986]. Questo significa che l'entropia degli stati di un automa può diminuire producendo ordine dal disordine. Il contrasto con il secondo principio della termodinamica viene risolto nel fatto che le regole degli automi cellulari danno luogo a processi di tipo irreversibile e quindi sfuggono alle limitazioni imposte dal secondo principio [Davies, 1989]. Chissà quante altre applicazione potranno trovare giovamento da questa scoperta (secondo me ancora poco conosciuta). Non è giunto il momento di saperne un pò di più? (o nel frattempo ti sei erudito in merito? )

[Vincenzo Zappalà]

Caro Enzo,il concetto non mi è nuovo. Ecco un'altra evidente conseguenza derivante dallo studio degli automi cellulari (in passato te li avevo già menzionati). Gli automi cellulari (Cellular Automata) sono reticoli (mono- o bidimensionali) di celle il cui valore binario dipende in modo dinamico, dai valori delle celle adiacenti e dal suo precedente valore.
Gli automi cellulari furono studiati in dettaglio da Wolfram che ne studiò i meccanismidi crescita e ne evidenziò le caratteristiche di autoorganizzazione. Egli dimostrò come, anche utilizzando regole di interazione locale molto semplice, l'effetto globale è quello di sviluppare pattern molto complessi ed evoluzioni che ricordano i meccanismi di
riproduzione (e aggiungerei anche la nanotecnologia a questo punto). Richard Dawkins (stimato etologo britannico) ne contempla la peculiarità nei meccanismi dell'evoluzione nelle sua opere "Il gene egoista" e "l'orologiaio cieco". Una conclusione fondamentale è che "anche partendo da un insieme nel quale ciascuna configurazione possibile appare avere uguale probabilità, l'evoluzione dell'automa cellulare concentra le probabilità per configurazioni particolari riducendo l'entropia"[Wolfram, 1986]. Questo significa che l'entropia degli stati di un automa può diminuire producendo ordine dal disordine. Il contrasto con il secondo principio della termodinamica viene risolto nel fatto che le regole degli automi cellulari danno luogo a processi di tipo irreversibile e quindi sfuggono alle limitazioni imposte dal secondo principio [Davies, 1989]. Chissà quante altre applicazione potranno trovare giovamento da questa scoperta (secondo me ancora poco conosciuta). Non è giunto il momento di saperne un pò di più? (o nel frattempo ti sei erudito in merito? )

per quanto ne so io gli automi cellulari sono una teoria matematica che è stata studiata abbastanza a fondo. Vi sono stati tentativi di applicazione alla fisica e addirittura all'Universo nel suo insieme. Può anche darsi che la teoria matematica possa spiegare quanto previsto dal modello studiato in questo articolo. Non ho però le conoscenze per poter dire se vi può essere veramente una relazione. Stiamo attenti, però, che quanto trovato nel Michigan non va esattamente contro l'entropia, dato che siamo in un sistema chiuso. Le strutture trovate come agirebbero se portate in sistemi liberi di espandersi? probabilmente si tornerebbe verso l'entropia massima.

[Vincenzo Zappalà]

boo, mi sembra un po' troppo complesso questo discorso per me.

qual'è il concetto che ti sconvolge? Non mi sembra difficile la spiegazione riportata... Sempre che tu ne voglia sapere di più, ovviamente.

[Red Hanuman]

L'entropia, una mia vecchia amica.... Spettacolare quanto è stato realizzato.
In ogni caso, il principio dell'entropia in costante aumento non può essere stato violato. Il sistema complessivo DEVE essere più entropico.
Probabilmente, le particelle hanno raggiunto un'equilibio mediante le forze di Van der Waals o con il legame a idrogeno....

[Lampo]

Wow, davvero strana sta cosa! Una curiosità...come farebbero a costringere le particelle a combinarsi in questi "nanospazi"..? Tramite campi magnetici o proprio fisicamente all'interno di nanostrutture?

[Manni Antonio]

Wow, davvero strana sta cosa! Una curiosità...come farebbero a costringere le particelle a combinarsi in questi "nanospazi"..? Tramite campi magnetici o proprio fisicamente all'interno di nanostrutture?

Mi associo anch'io alla domanda di Lampo .

[Vincenzo Zappalà]

Wow, davvero strana sta cosa! Una curiosità...come farebbero a costringere le particelle a combinarsi in questi "nanospazi"..? Tramite campi magnetici o proprio fisicamente all'interno di nanostrutture?

caro Lampo,
non vengono assolutamente costrette... sono lasciate libere di muoversi a piacimento. Come dice il testo è solo l'entropia che sceglie la configurazione finale... ordinata! Resta il fatto che il sistema è chiuso e quindi impone delle regole precise allo spazio disponibile.

[winston67]

Stiamo attenti, però, che quanto trovato nel Michigan non va esattamente contro l'entropia, dato che siamo in un sistema chiuso. Le strutture trovate come agirebbero se portate in sistemi liberi di espandersi? probabilmente si tornerebbe verso l'entropia massima.

Sono d'accordo.
Ma... sotto un certo aspetto, caro Enzo, anche il nostro universo è un sistema chiuso e le stelle che serbano in sè reazioni complesse come la fusione nucleare, nascono da un contesto caotico e turbinante di elementi primari. Strutture ordinate come il DNA, anch'esso generato da agganci statistici elettrochimici, col tempo necessario e con un ambiente favorevole, riescono ad evolvere ed a permutare il loro codice infinite volte. Penso che i due concetti, l'ordine ed il caos, siano figli della stessa madre: l'evoluzione, e non solo in termine strettamente biologica. Il caos permette di avere infinite permutazioni di ordine strutturato ed è poi l'ambiente, o lo spazio, a decidere quali di esse potranno evolvere. Di tempo, poi, ne abbiamo in abbondanza. :angel