Máquinas imposibles

La termodinámica es una ciencia fundamentada en leyes de validez universal. La imposibilidad de construir una máquina térmica de movimiento perpetuo, atestiguada por todos los intentos fracasados durante siglos, es el fundamento de las dos primeras leyes de esta ciencia. La primera ley asegura que es imposible diseñar una máquina que produzca trabajo útil sin ningún cambio en el ambiente (es importante añadir el tecnicismo, funcionando de manera cíclica). La segunda ley afirma que es imposible idear una máquina que convierta todo el calor -producido al quemar un combustible- en trabajo útil (funcionando de manera cíclica). Afortunadamente, podemos enunciar ambas leyes de forma más intuitiva. La primera ley equivale a proponer -y así lo hicieron Julius Mayer y James Joule- que la energía se conserva: ni se crea ni destruye, únicamente se transforma. Ludwig Boltzmann expresó la segunda ley de otra manera: estableció que cualquier cambio en la naturaleza sólo puede suceder si aumenta el desorden (al que llamó entropía) de las partículas que componen el universo. Una acalorada polémica, entre partidarios y detractores, siguió a la formulación de esta innovadora teoría. Inicialmente, los incrédulos parecían ganar el debate (algunos aseguran que Boltzmann se suicidó por ello), porque –argumentaban- no existían pruebas que confirmasen la teoría atómica. Al fin, los físicos demostraron, con observaciones irrebatibles, que Boltzmann había acertado: su teoría era una versión de la segunda ley.

La batalla dialéctica había acabado… hasta que los biólogos se fijaron en que los organismos vivos no cumplían la segunda ley termodinámica. Después de todo –aseguraban, y no les falta razón- el crecimiento de cualquier animal es una prueba evidente de un cambio con disminución, y no aumento, del desorden; pues en un animal los átomos están más ordenados que en la atmósfera, en una roca o en el agua. Los físicos tuvieron que afinar el ingenio para salvar la contradicción: durante la formación de un elefante –arguyeron- la entropía interna disminuye; pero –y aquí está el intríngulis del asunto- aumenta el desorden externo, aumento suficiente para compensar la disminución y producir un aumento neto. Tan ingeniosa tesis había que comprobarla; lamentablemente los físicos sólo pueden medir la entropía en los estados de equilibrio y ningún ser vivo se encuentra en tal estado, pues todos pierden y ganan materia continuamente. La termodinámica ordinaria (de equilibrio) nada puede decirnos de los fenómenos biológicos, necesitamos formular una nueva ciencia, la termodinámica del no equilibrio: en eso trabajan los físicos.