I migliori libri sull’ entropia (e la sintropia)

In questo articolo andremo a scoprire quali sono i migliori libri su entropia e sintropia, due concetti di indubbio fascino e avvolti da sempre da un alone di mistero.

Con il termine entropia (dal greco antico ἐν en, “dentro”, e τροπή tropé, “trasformazione”) si indica, in ambito scientifico, una grandezza, indicata con la lettera S (o meglio una coordinata generalizzata), presa come misura del disordine presente in un sistema fisico qualsiasi, incluso, come caso ultimo, l’universo.

Il concetto di “entropia”, anche se è oramai entrato nel linguaggio comune, è in realtà di ardua comprensione, e per comprendere appieno cosa sia bisognerebbe possedere almeno una conoscenza di base di termodinamica e meccanica quantistica (che ne forniscono una definizione macroscopica, data dalla termodinamica, e una definizione microscopica, data, ovviamente, dalla meccanica quantistica).

Per una definizione semplificata (ma non rigorosa) e comprensibile a tutti possiamo definire l’entropia come il “grado di disordine” di un sistema. Ad un aumento del “disordine” di un sistema si associa, quindi, un aumento di entropia, e viceversa. Ad esempio, in termodinamica classica, dove S è funzione di stato di un sistema in equilibrio termodinamico, quando un sistema passa da uno stato di equilibrio ordinato a uno disordinato la sua entropia cresce di conseguenza. L’entropia è quindi definita in termodinamica come una certa variazione, in meccanica quantistica, invece, è possibile definire l’entropia in termini assoluti, ad esempio utilizzando il concetto di l’entanglement.

Con il termine sintropia (o neghentropia, dall’inglese “negative entropy” ovvero “entropia negativa”, solitamente indicata con N, o niroentropia, o sintaxia) si indicano quei fenomeni che danno origine a strutture tendenti all’ordine, come gli esseri viventi, in cui aumenterebbe appunto la sintropia, opponendosi alla tendenza naturale al disordine, ossia all’entropia.

La parola neghentropia, “entropia negativa”, viene utilizzata dal grande scienziato Erwin Schrödinger nel suo libro divulgativo “Cosa è la vita” (1943), che consigliamo a tutti di leggere, e che è presente nella nostra selezione dei migliori libri su entropia e neghentropia (o sintropia).

L’anno seguente il Premio Nobel Albert Szent-Györgyi, nel 1974, ha proposto la sostituzione della parola neghentropia con sintropia (syn=convergente, tropos=tendenza), termine inventato nel 1942 dal matematico italiano Luigi Fantappié.

Questo grande scienziato italiano, laureato in matematica alla Scuola Normale Superiore di Pisa, conosciuto purtroppo solo dagli addetti ai lavori, partendo dalle soluzioni delle equazioni ondulatorie che rappresentano le principali leggi fisiche, ha elaborato il tentativo di una teoria unificata che correla la fisica alla biologia: la “Teoria unitaria del mondo fisico e biologico” (1942). Fantappié introduce qui il concetto di sintropia che è formalmente equivalente a quello di informazione elaborato da Hartley nel 1928 e a quello di negentropia proposto da Schrödinger nel 1943. Abbiamo coerentemente inserito nel nostro articolo come suggerimento di lettura il testo “Principi di una teoria unitaria del mondo fisico e biologico e conferenze scelte”.

La grande intuizione di Fantappié consiste nel considerare le soluzioni progressive e regressive dell’equazione delle onde come processi entropici e “sintropici”: le soluzioni che vanno verso il futuro, quindi avanti nel tempo, danno origine ai comuni fenomeni fisici in cui l’entropia aumenta, e viceversa per le soluzioni che procedono indietro nel tempo. Secondo Fantappié, in parole semplici, i fenomeni sintropici distinguono la materia vivente da quella che non lo è e sono finalistici, perché determinati da cause poste nel futuro, oltre che non riproducibili in laboratorio!

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Che cos’è l’entropia. Ordine, disordine, evoluzione dei sistemi

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Una guida chiara ed esaustiva sull’argomento, scritta da un grande fisico italiano. Tra gli argomenti trattati: l’energia e le sue trasformazioni; il concetto fisico di disordine e l’evoluzione spontanea dei sistemi complessi; evoluzione dei sistemi complessi non isolati; termodinamica e origine della vita.

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Sintropia, entropia, informazione. Una nuova teoria unitaria della fisica, chimica e biologia

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Giuseppe Arcidiacono, insieme al fratello Salvatore, riesamina la «Teoria unitaria del mondo fisico e biologico» di Luigi Fantappié, caratterizzata da una netta separazione tra fenomeni entropici e sintropici, proponendone una nuova versione in cui si ammette che non esistono fenomeni entropici e sintropici «puri», ma che in ogni fenomeno, sia fisico sia biologico, si ha una «componente» entropica e una sintropica. Si ottiene così un modello di universo entropico-sintropico che non è più deterministico, ma a «struttura cibernetica». Infatti, poiché i fenomeni non sono più determinati solo dal passato (cause), ma anche dal futuro (fini), in ogni istante occorre fare una scelta tra varie possibilità. Ciò consente un collegamento tra la teoria unitaria e le più recenti ricerche sulla teoria dei sistemi, sul caos e sulla complessità.

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Che cos’è la vita? La cellula vivente dal punto di vista fisico

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Agli inizi degli anni Quaranta, Schrödinger è un fisico teorico fra i più illustri. Insignito nel 1933 del premio Nobel, insegna presso l’Institute for Advanced Studies di Dublino, dove elabora una trattazione illuminante e anticipatrice di un problema cruciale: dare una spiegazione fisica del fenomeno della vita. Le lezioni da lui tenute al Trinity College nel febbraio 1943 vengono elaborate e raccolte in un libretto pubblicato l’anno successivo (e in seguito innumerevoli volte ristampato) con il titolo Che cos’è la vita? A questo interrogativo Schrödinger prova a rispondere applicando i metodi della fisica quantistica allo studio delle molecole viventi di interesse genetico. Egli identifica la questione centrale – come la cellula sia governata da un «codice» inscritto nei geni – e suggerisce l’ipotesi più affascinante: la molecola del gene deve essere un cristallo aperiodico, formato da una sequenza di elementi isomerici che costituiscono il codice ereditario. Tale codice contiene il piano di sviluppo dell’organismo. Il libro suscitò immediatamente grande risonanza, e non soltanto tra i fisici: da esso trae origine la corrente di pensiero che darà luogo alla biologia molecolare, come pure l’adozione di criteri quantitativi nella trattazione dei problemi biologici, in particolare genetici. Dieci anni più tardi, nel 1953, ispirati da quest’opera, Francis Crick, James Watson e Maurice Wilkins scopriranno la struttura del DNA.

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L’evoluzione dopo Darwin. La teoria sintropica dell’evoluzione

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L’evoluzione è un dato di fatto ormai accettato dalla quasi totalità dei biologi e dopo la scoperta del Big Bang è stata collegata ad un quadro evolutivo anche cosmologico. Tra le diverse teorie proposte per spiegare il meccanismo dell’evoluzione, la teoria sintetica, strettamente legata alla concezione di Darwin, appare come quella ufficiale. Una concezione vecchia più di un secolo che suscita l’esigenza di un nuovo paradigma. Luigi Fantappié, dopo l’avvento della relatività e dei quanti in fisica, ha dimostrato che accanto ai fenomeni entropici esiste una nuova classe: i fenomeni sintropici, di tipo finalistico, che corrispondono a quelli studiati dalla biologia. Salvatore Arcidiacono ci propone in questo volume la sua teoria sintropica dell’evoluzione, capace di tenere conto della complessità dei viventi, integrandola con la concezione darwiniana.

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Che cos’è la sintropia. Principi di una teoria unitaria del mondo fisico e biologico e conferenze scelte

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Tutte le leggi fisiche che governano il nostro mondo descrivono una realtà in dissipazione in cui tutto si disperde, si livella, si mescola: l’entropia dell’universo conduce verso una degradazione della materia e dell’energia fino alla morte termica. Nel 1942 il matematico Luigi Fantappié ha proposto una teoria rivoluzionaria, che si oppone al concetto di entropia, presentando una teoria che prevede, al contrario, una visione prospettica della realtà che ci circonda, decisamente più positiva. La sua “teoria unitaria del mondo fisico e biologico” tenta di collegare armonicamente, in una visione unitaria, i fenomeni fisici, chimici e biologici e dimostrare che in natura esiste una doppia tendenza: una verso l’ordine e l’altra verso il disordine.

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Entropia. Un affascinante viaggio tra ordine e disordine

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Dodici autori, attraverso l’esperienza maturata nel propio campo scientifico, illustrano il concetto di entropia coinvolgendo il lettore, anche non particolarmente esperto, in un affascinante viaggio tra ordine e disordine dal quale uscirà assolutamente arricchito e motivato ad approfondire il legame tra la propria realtà e il funzionamento dell’universo.

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Caos caso cosa. Racconti dell’entropia

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«Entropia» indica un processo in atto di trasformazione, e, in termini scientifici generali, il grado di disordine di un sistema. I sistemi (dalla materia alla società) hanno una tendenza naturale all’entropia, quindi al disordine e al caos, l’uomo si ostina a contrastare questo processo cercando di far prevalere l’ordine con la razionalità del pensiero, l’organizzazione della società, l’ostinazione della volontà, la progettazione del futuro o la fede in un disegno divino. In questa prospettiva, la storia dell’umanità potrebbe essere raccontata e letta come un conflitto costante, o un rimescolamento, tra Caos, Caso e Cosa. Curiosamente nella lingua italiana queste tre parole fondamentali sono anagrammi composti dalle stesse quattro lettere, e ne rivelano così l’essenza comune. Di qui la scelta del titolo che unisce cinque racconti con una medesima visione «entropica» dell’esperienza, con uno stile che intreccia realismo paradossale e visionarietà.

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Georgescu-Roegen. La sfida dell’entropia

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Georgescu-Roegen è normalmente considerato, sin dalle origini e forse in modo ancor più indiscusso di altre figure fondamentali come Ivan Mich o Cornelius Castoriadis, un precursore del pensiero della decrescita. Come mai uno studioso per molti versi difficile, autore di saggi sul rapporto tra economia e termodinamica, a lungo ignorato dai colleghi economisti e scarsamente conosciuto perfino dagli ecologisti, diviene rapidamente, pochi anni dopo la morte, un punto di riferimento imprescindibile per il nascente movimento della decrescita? Mauro Bonaiuti, tra i fondatori in Italia dell’Associazione per la decrescita, docente di Bioeconomia e Finanza etica all’Università di Torino, ci guida alla scoperta del pensiero di Georgescu-Roegen, concludendo il libro con una selezione di testi autografi.

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Introduzione alla sintropia – Origini della vita, evoluzione e coscienza alla luce della legge della sintropia

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Luigi Fantappiè non poteva accettare che Heisenberg avesse respinto metà delle soluzioni delle equazioni fondamentali e nel 1941, mentre elencava le proprietà matematiche dell’energia a tempo positivo e di quella a tempo negativo scoprì che quella a tempo positivo è governata dalla legge dell’entropia, mentre quella a tempo negativo è governata da una legge complementare che chiamò sintropia, combinando le parole greche syn (convergenza) e tropos (tendenza).La sintropia è la tendenza alla concentrazione di energia, all’aumento della differenziazione, della complessità e delle strutture. Queste sono le proprietà misteriose della vita! 2 Diversi scienziati ritengono che senza il doppio dell’entropia, la vita rimarrà un mistero. All’inizio degli anni ’30, Luigi Fantappiè vide la possibilità di interpretare i potenziali avanzati dell’equazione delle onde come una nuova categoria di fenomeni, totalmente diversi da quelli entropici che rispondono al principio di causalità. Chiamò questi fenomeni sintropici. Sebbene Fantappiè fosse tra i maggiori matematici dell’epoca, le proprietà finalistiche della sintropia vennero considerate al di fuori della scienza. Nel 1977 Ulisse Di Corpo formulò nuovamente questa teoria partendo dall’equazione energia-momento-massa della relatività speciale e nel 2010 Antonella Vannini fornì la prova sperimentale.

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Irreversibilità, entropia, informazione. Il secondo principio della scienza del tempo

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Nell’universo newtoniano il presente è determinato dal passato e determina il futuro, e quindi la storia del cosmo è contenuta nel presente. Per superare il paradosso tra leggi elementari reversibili e fenomeni macroscopici irreversibili, occorre passare all’universo termodinamico, nel quale si ha un aumento del disordine (entropia). Tale universo tende alla morte termica e quindi si evolve verso la degradazione. Poiché in effetti l’universo tende a diventare più complesso, deve esistere una doppia tendenza verso l’ordine e verso il disordine. La complessa problematica che si presenta nel nuovo paradigma viene affrontata in questo brillante e profondo saggio di Olivier Costa de Beauregard (1912-2007), già Direttore del Centro Nazionale per le Ricerche francese, alla luce delle più recenti ricerche della cibernetica e della scienza dell’informazione.

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Entropia e arte

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“Qualunque cosa la mente umana si trovi a dover comprendere, l’ordine ne è una indispensabile condizione”: con queste parole si apre il saggio di Arnheim, che non ha mancato di sollecitare riflessioni e discussioni fin dall’anno della prima pubblicazione e ha dimostrato una fertilità e una ricchezza di stimoli che si ripropongono ancora inalterate. (Il volume sarà disponibile a breve!)

Un celebre paradosso legato al concetto di entropia è il “paradosso del cervello di Boltzmann”. Un cervello di Boltzmann è un’ipotetica entità autocosciente, nata a causa di fluttuazioni quantistiche da uno stato di caos. Il “paradosso del cervello di Boltzmann” nasce dalla constatazione che l’universo è pervaso da un alto grado di organizzazione (cioè un basso livello di entropia). Il secondo principio della termodinamica, però, stabilisce che l’entropia totale in un universo chiuso non diminuisce mai. Di conseguenza l’universo dovrebbe trovarsi in uno stato di entropia alta. Ma allora perché l’entropia osservata è così bassa?

Secondo Boltzmann noi e il nostro mondo a entropia bassa siamo solo una fluttuazione casuale in un universo di entropia alta. Secondo il paradosso del cervello di Boltzmann l’esistenza di un qualunque osservatore (un cervello consapevole di se stesso e dotato di falsi ricordi) è più probabile che esista sotto forma di cervello di Boltzmann piuttosto che come risultato dell’evoluzione.