giovedì 11 febbraio 2021

Un mandato esplorativo per calcolare l'entropia

Ecco, politicamente sembrerebbe proprio così, visto l'esito dell'ultimo mandato esplorativo conferito dal Presidente della Repubblica al Presidente della Camera dei Deputati. In effetti è stata proprio la situazione politica di questo primo mese del 2021 a generare questa mia riflessione sull'entropia. Cerco però di procedere con ordine, perché l'argomento non è complicato ma richiede alcuni passaggi ed è soprattutto di fondamentale importanza nella fisica applicata alla biologia e, di conseguenza, in biofisica computazionale. Sentiamo spesso parlare dell'energia e a scuola abbiamo tutti studiato l'energia meccanica: la somma dell'energia cinetica e dell'energia potenziale. Nei corsi di fisica generale che insegno, mi piace sottolineare come sia decisamente più semplice utilizzare l'energia per risolvere i problemi di meccanica, rispetto alla risoluzione che passa per i calcoli delle forze con i vettori: le equazioni, in effetti, sono più semplici da risolvere. E però (perché un però c'è sempre!) non è sempre possibile. E inoltre, quando è possibile, dobbiamo tenere in conto che l'energia meccanica non è l'unica energia in gioco, ma c'è anche una forma di energia un po' meno facile da trattare e che si manifesta ogni qual volta osserviamo fenomeni in cui cambia la temperatura o la fase di una sostanza (da solido a liquido, per esempio il ghiaccio che si scioglie). Si tratta del calore, uno dei modi in cui è possibile scambiare energia. Del calore si occupa la termodinamica, che di per sé non sarebbe neanche troppo complicata, almeno nei suoi principi generali. Ciò che è davvero complicato in termodinamica è il suo essere sostanzialmente una teoria basata sulla statistica: tutto ciò che accade non è l'unica cosa possibile, ma semplicemente la più probabile con un grado di probabilità talmente alto da risultare praticamente certo.