Entropia é uma dos conceitos mais difamados e incompreendidos da ciência. Talvez você já tenha ouvido isso definido como a “quantidade de desordem” em um sistema. E a segunda lei da termodinâmica diz que a entropia de um sistema fechado aumenta sempre com o tempo. Então você pode pensar: por que deveria limpar seu escritório se ele só vai ficar mais bagunçado?
Isso pode ser verdade, mas você não pode culpar a entropia. A metáfora do quarto bagunçado é frequentemente usada para apresentar a ideia (geralmente é o quarto de um adolescente – você consegue se identificar?), mas é enganosa. Ver, desordem não significa bagunça ou caos; refere-se ao número de maneiras pelas quais as partes de um sistema podem ser organizadas sem alterar o estado geral do sistema.
Por exemplo, digamos que seu “sistema” seja apenas uma caixa cheia de ar. No interior, ao nível microscópico, as moléculas de gás saltam como carrinhos de bate-bate. Agora, imagine que você pudesse mapear a localização e a velocidade de cada partícula em um determinado instante. Esse seria um arranjo possível, ou microestado, mas há uma infinidade de outros, e eles mudam trilhões de vezes por segundo.
Claro, você realmente não pode ver essas coisas. Em vez disso, o que você observa são propriedades gerais de nível macro, como a pressão do ar; se você selasse a caixa ao nível do mar, isso seria 14,7 libras por polegada quadrada. E a menos que você adicione energia ao sistema, por exemplo, aquecendo-o, isso não muda. Portanto, todos esses microestados correspondem ao macroestado de 14,7 psi. Pegue?
Em outras palavras, a entropia tem tudo a ver com a ligação entre o reino atômico invisível e o reino visível e mensurável dos objetos, o mundo que habitamos. Poderíamos dizer que é uma ponte conceitual e matemática entre dois níveis de realidade. Quer dizer, vamos lá, isso é muito legal.
Agora, de todos os resultados possíveis, quais realmente ocorrem? Isso é basicamente aleatório, então é uma questão de probabilidade. Na verdade, a probabilidade é fundamental para a ideia de entropia, e é isso que a imagem do quarto bagunçado não consegue capturar. Então vou usar uma analogia diferente: jogar dados. Einstein disse uma vez: “Deus não joga dados com o universo”. Vamos ver isso, certo?
Rolando os Ossos
Imagine que você lança um dado de seis lados. Você obtém um número de 1 a 6, certo? Existem seis resultados ou estados possíveis. Se você lançar o dado de 20 lados em Dungeons & Dragons, existem 20 estados possíveis. Se você quiser impressionar seus amigos de D&D, você pode comentar casualmente que este dado tem uma entropia mais alta – porque tem mais resultados possíveis.
Agora digamos que você esteja determinando as habilidades de um personagem em D&D e role três dados de seis lados. Os três valores podem somar algo entre 3 e 18, mas as várias somas não são igualmente prováveis. Para obter destreza máxima, digamos, você precisa de um 18. Bem, só há uma maneira de conseguir isso: cada dado deve dar 6.
Fotografia: Rhett Allain
