A FALHA TERMODINÂMICA DA EVOLUÇÃO

maio 27, 2007 às 1:18 pm | Publicado em Blogroll, Uncategorized | Deixe um comentário

 

 

 

A FALHA TERMODINÂMICA DA EVOLUÇÃO

 

 

 

Por: Granville Sewell. The American Spectator, 28 de Dezembro de 2005.

 

 

 

[Tradução e Adaptação: Maximiliano Mendes. O artigo original pode ser encontrado aqui. Clique aqui para baixar uma versão deste artigo em formato .pdf.]

 

 

 

 

 

No debate atual sobre o “Design Inteligente”, o argumento mais forte oferecido pelos oponentes do Design é: Temos explicações científicas para a quase tudo na natureza, qual é o problema com a evolução? O leigo entende muito bem que explicar o surgimento do cérebro humano é um tipo de problema muito diferente do que descobrir as causas dos terremotos; entretanto, expressar esta diferença em termos que um cientista possa entender requer uma discussão sobre a segunda lei da termodinâmica.

 

 

 

As primeiras formulações da segunda lei eram todas sobre o calor: definiu-se uma grandeza chamada “entropia” térmica para medir a aleatoriedade, ou desordem, associada a uma distribuição de temperatura, e foi mostrado que em um sistema isolado esta entropia sempre aumenta, ou pelo menos nunca decresce, na medida em que a temperatura se torna mais e mais aleatoriamente (mais uniformemente) distribuída. Se definirmos “ordem” térmica como o oposto (negativo) da entropia térmica, podemos dizer que a ordem térmica pode nunca aumentar em um sistema isolado. Entretanto, logo se percebeu que outros tipos de ordem podem ser definidas, e que também nunca aumentam em um sistema fechado. Por exemplo, podemos definir uma “ordem carbônica” associada com a distribuição de carbono espalhada em um sólido, utilizando as mesmas equações, e através de uma análise idêntica mostrar que esta ordem também decresce continuamente em um sistema fechado. Com o tempo, a segunda lei veio a ser interpretada de forma mais e mais geral, e hoje em dia a maioria das discussões sobre ela em livros de física oferece exemplos de aumento da entropia (ou decréscimos de ordem, visto que estamos definindo ordem como sendo o oposto da entropia) que não têm nada a ver com transmissão ou difusão de calor, tal como a quebra de uma garrafa de vinho ou a demolição de um prédio.

 

 

 

Uma previsão bem conhecida da segunda lei é que, em um sistema fechado, todo o tipo de ordem é instável e deve eventualmente decrescer, visto que tudo tende aos estados mais prováveis. Não somente as distribuições de carbono e temperatura se tornarão mais desordenados (mais uniformes), mas o desempenho de todos os aparelhos eletrônicos irá deteriorar, e não melhorar. As forças naturais, tais como a corrosão, erosão, fogo e explosões, não criam ordem, elas a destroem. A segunda lei é totalmente sobre probabilidade, ela usa a probabilidade no nível microscópico para prever a mudança macroscópica: como a razão pela qual o carbono se distribui mais e mais uniformemente em um sólido isolado, isto é o que as leis da probabilidade prevêem quando somente a difusão está operando.

 

 

 

A razão pela qual as forças naturais podem transformar uma espaçonave, uma TV ou um computador em uma pilha de entulho, mas não o contrário, também é probabilística: De todos os possíveis arranjos que os átomos poderiam assumir, somente um percentual muito pequeno poderia voar até a lua e voltar, ou receber quadros e sons do outro lado da Terra, ou adicionar, subtrair, multiplicar e dividir números reais com alta precisão.

 

 

 

A descoberta de que a vida na Terra se desenvolveu através de “passos” evolutivos, combinada com a observação de que as mutações e a seleção natural – como outras forças naturais – podem causar mudanças (mínimas), é amplamente aceita no mundo científico como prova de que a seleção natural – só, dentre as forças naturais – pode criar ordem a partir da desordem, e mesmo planejar cérebros humanos com consciência humana. Só o leigo parece ver o problema com essa lógica. Em um artigo recente no Mathematical Intelligencer (“A Mathematician’s View of Evolution“, 22, n° 4, 5-7, 2000), após delinear as razões específicas pelas quais não é razoável atribuir os principais passos do desenvolvimento da vida à seleção natural, eu afirmei que a idéia de que as quatro forças fundamentais da física sozinhas pudessem rearranjar as partículas fundamentais da natureza em espaçonaves, usinas nucleares, e computadores conectados à impressoras a laser, tubos de raios catódicos e à Internet, parece violar a segunda lei da termodinâmica de forma espetacular.

 

 

 

Qualquer um que tenha argumentado algo assim está familiarizado com a resposta padrão: A Terra é um sistema aberto, ela recebe energia do sol, e a ordem pode aumentar em um sistema aberto, desde que seja “compensada” de alguma forma por um decréscimo maior ou comparável de energia fora do sistema. S. Angrist e L. Hepler, por exemplo, em Order and Chaos (Basic Books, 1967), escrevem: “Em certo sentido, o desenvolvimento da civilização pode parecer estar em contradição com a segunda lei … Embora a sociedade possa efetuar reduções locais de entropia, a tendência geral e universal da entropia aumentar facilmente esmaga os esforços anômalos, mas importantes, do homem civilizado.  Cada decréscimo localizado de entropia, graças à ação humana ou de máquinas, é acompanhada por um aumento maior de entropia nas redondezas, desta forma mantendo o aumento requerido na entropia total”.

 

 

 

De acordo com este raciocínio, então, a segunda lei não impede que a sucata se reorganize em um computador em uma sala, desde que dois computadores na sala ao lado estejam enferrujando – e a porta esteja aberta. No apêndice D do meu novo livro, The Numerical Solution of Ordinary and Partial Differencial Equations, 2ª ed. (John Wiley & Sons, 2005) eu examino de forma mais aprofundada a equação para a mudança de entropia, que se aplica não somente à energia térmica, mas também à entropia associada com qualquer outro tipo de coisa capaz de se difundir, e mostro que ela simplesmente não diz que a ordem não pode aumentar em um sistema fechado. Ela também diz que em um sistema aberto, a ordem não pode aumentar mais rápido do que é importada através do limite. De acordo com essa equação, a ordem térmica em um sistema aberto pode decrescer de duas formas diferentes: Pode ser convertida em desordem, ou pode ser exportada através do limite. Ela pode aumentar somente de uma forma: por importação através do limite. De forma similar, o aumento na “ordem carbônica” em um sistema aberto não pode ser maior que a ordem carbônica importada através do limite, e o aumento da “ordem crômica” não pode ser maior que a ordem crômica importada através do limite, e assim por diante.

 

 

 

Nestes exemplos simples eu admiti que nada, a não ser a condução de calor ou a difusão estavam acontecendo, mas para situações mais gerais, ofereci a tautologia de que “se um aumento na ordem é extremamente improvável quando o sistema é fechado, é ainda extremamente improvável quando o sistema é aberto, a menos que algo esteja entrando e que faz o aumento da ordem não ser extremamente improvável“. O fato de que a ordem está desaparecendo na sala ao lado não torna mais fácil a aparição de computadores em nossa sala – a menos que esta ordem esteja desaparecendo para a nossa sala, e somente então, se for um tipo de ordem que faz a aparição de computadores algo não extremamente improvável, por exemplo: computadores. Importar ordem térmica fará a distribuição de temperatura menos aleatória, e importar ordem carbônica fará a distribuição de carbono menos aleatória, mas nenhum dos dois processos torna a formação de computadores mais provável.

 

 

 

O que acontece em um sistema fechado depende das condições iniciais; o que acontece em um sistema aberto depende das condições do limite também. Como eu escrevi em “Can ANYTHING Happen in an Open System?” (The Mathematical Intelligencer 23, n° 4, 8-10, 2001), “a ordem pode aumentar em um sistema aberto, não porque as leis da probabilidade estão suspensas quando a porta está aberta, mas simplesmente porque a ordem pode entrar pela porta … Se encontrássemos evidências de que o DNA, autopeças, chips de computadores, e livros entraram através da atmosfera da Terra no passado, então, talvez o surgimento de humanos, carros, computadores e enciclopédias em um planeta previamente estéril poderia ser explicada sem postular uma violação da segunda lei aqui (ela teria sido violada em outro lugar!). Mas se tudo que vemos entrar é radiação e fragmentos de meteoritos, parece claro que o que está entrando através do limite não pode explicar o aumento da ordem observado aqui.”

 

 

 

Portanto, o evolucionista não pode evitar a questão da probabilidade ao dizer que qualquer coisa pode acontecer em um sistema aberto, ele é finalmente forçado a alegar que só parece ser extremamente improvável, mas na verdade não é, que os átomos poderiam se rearranjar em espaçonaves, computadores e aparelhos de TV.

 

 

 

Os Darwinistas crêem que já descobriram a fonte de toda esta ordem, sendo assim, vejamos mais atentamente a teoria deles. O argumento tradicional contra o Darwinismo é o de que a seleção natural não pode guiar o desenvolvimento de novos órgãos e novos sistemas de órgãos – ou seja, o desenvolvimento de novas ordens, classes e filos – a partir de seus estágios iniciais inúteis, durante os quais eles não propiciam nenhuma vantagem seletiva. A seleção natural pode ser capaz de escurecer as asas de uma mariposa (mesmo isso é disputado), mas isso não significa que ela possa projetar algo complexo. Considere, por exemplo, a Urticulária aquática [Planta carnívora pertencente ao gênero Urticularia], descrita em Plants and Environment, de R.F. Daubenmire (John Wiley & Sons, 1947):

 

 

 

As urticulárias aquáticas são hervas delicadas que possuem armadilhas com o formato de bexigas, com 5 mm ou menos de diâmetro. Estas armadilhas têm pêlos que funcionam como gatilhos, unidos a uma porta semelhante a uma válvula, que normalmente mantém a armadilha bem fechada. Os lados da armadilha são comprimidos sob tensão, mas quando uma pequena forma de vida animal toca um dos pêlos, a válvula se abre, a bexiga se expande de forma repentina, e o animal é sugado para dentro da armadilha. A porta se fecha imediatamente, e em cerca de 20 minutos a armadilha é preparada de novo para capturar outra vítima.

 

 

 

Em um artigo sobre plantas carnívoras na Nature Encyclopedia of Life Sciences (Nature Publishing Group, 2004), os autores Wolf-Ekkehard Lonnig e Heinz-Albert Becker reconhecem que “parece difícil imaginar uma vantagem seletiva nítida para todos os milhares de passos intermediários postulados em um cenário gradual … para a origem das estruturas complexas das plantas carnívoras examinadas acima”.

 

 

 

O desenvolvimento de qualquer característica mais importante apresenta problemas similares, e de acordo com o bioquímico da Lehigh University, Michael Behe, que descreve vários exemplos espetaculares em detalhes em A Caixa Preta de Darwin (Jorge Zahar, 1997), O mundo da microbiologia é especialmente abundante em exemplos de “complexidade irredutível”.

 

 

 

Parece que até o pêlo (gatilho), a porta, e a câmara pressurizada estarem todos no devido lugar, e a habilidade de digerir insetos, e reinicializar a armadilha para ser capaz de pegar mais de um inseto fosse desenvolvida, nenhum dos componentes individuais desta armadilha carnívora teria uso algum. Qual é a vantagem seletiva de uma câmara pressurizada incompleta? Para o observador casual, pode parecer que nenhum dos componentes desta armadilha teria sido útil até que a armadilha fosse quase perfeita, mas é claro que um bom Darwinista irá imaginar dois ou três estágios intermediários úteis, mas ilógicos (e talvez até mesmo encontrar um na natureza!), e considerar o problema como resolvido. Eu creio que você iria precisar encontrar milhares de estágios intermediários antes que este exemplo de complexidade irredutível tenha sido reduzido a passos pequenos o bastante para serem conectados por mutações simples aleatórias – um monte de coisas tem de acontecer nos bastidores e em nível microscópico antes desta armadilha poder pegar e digerir insetos. Mas eu não sei como provar isso. (Para que ninguém imagine que se pode fazer muito com mutações simples aleatórias, note que se um bilhão de animais, cada um, digitasse um caractere aleatório por segundo por toda a história de 4,5 bilhões de anos da Terra, não há virtualmente nenhuma chance de que uma delas pudesse duplicar alguma série de 20 letras.)

 

 

 

Além do mais, estou certo de que mesmo que se você pudesse imaginar uma longa cadeia de estágios intermediários úteis, cada uma iria apresentar uma vantagem seletiva tão insignificante que nunca algo tão engenhoso quanto essa armadilha para insetos poderia ser produzida, mas eu também não posso provar isso. Finalmente, a seleção natural parece ser remotamente plausível e isso depende do fato de que enquanto as espécies estão esperando melhorias posteriores, suas estruturas complexas atuais estão “trancadas” e são passadas adiante perfeitamente através de muitas gerações. Este fenômeno é observado, mas inexplicável – Eu não vejo qualquer razão pela qual todos os organismos vivos não decaem constantemente em componentes mais simples – como, na verdade, eles fazem assim que morrem.

 

 

 

Quando você olha para os passos individuais do desenvolvimento da vida, a explicação de Darwin é difícil de refutar, pois se pode imaginar algumas vantagens seletivas em quase tudo. Como qualquer outro esquema bolado para violar asegunda lei, é somente quando você observa o resultado final que se torna óbvio que ela não funciona.

 

 

 

Um artigo da National Geographic de Novembro de 2004 proclama que a evidência de que Darwin estava certo sobre a evolução é “esmagadora”. Visto que não há provas de que a seleção natural já fez algo mais espetacular do que causar o desenvolvimento de bactérias resistentes aos antibióticos, onde está a evidência esmagadora que justifica atribuir a ela uma habilidade que nós não atribuímos a qualquer outra força natural no universo, a habilidade de criar a ordem a partir da desordem?

 

 

 

São citadas três tipos de evidências: Primeira, o fato de que as espécies são tão bem adaptadas aos seus ambientes é oferecido como evidência de que elas se “adaptaram” a ele. Claro, se elas não fossem bem adaptadas, elas seriam extintas, e isso seria oferecido como evidência ainda mais forte contra o Design. Segunda, eles apontam para as mudanças devidas à seleção artificial, em que humanos inteligentes selecionam características já presentes no pool gênico, como evidência do que pode ser realizado quando as forças naturais selecionam dentre os acidentes genéticos. Mas, como sempre [terceira], a principal evidência oferecida é a “árvore evolutiva” de similaridades conectando todas as espécies, fósseis e vivas. É claro que essas similaridades já foram notadas há muito tempo antes de Darwin (muitos animais têm quatro pernas, uma cabeça, dois olhos e uma cauda!); tudo o que a ciência moderna fez foi mostrar que as similaridades são mais intensas do que aquelas notadas pelo homem antigo.

 

 

 

Embora essas similaridades possam sugerir causas naturais para as nossas mentes modernas, elas realmente não nos dizem nada sobre quais causas poderiam ser. Na verdade, o registro fóssil nem mesmo apóia a idéia de que novos órgãos e novos sistemas de órgãos surgiram de forma gradual: Novas ordens, classes e filos consistentemente aparecem repentinamente. Por exemplo, o paleontologista de Harvard, George Gaylord Simpson em “The History of Life” (citado no Volume I de “Evolution after Darwin“, University of Chicago Press, 1960) escreve:

 

 

 

Uma característica do registro fóssil é que a maioria dos táxons aparece de forma abrupta. Eles não são como regra, guiados por uma seqüência de precursores sofrendo modificações quase imperceptíveis como Darwin acreditava ser o comum na evolução … Este fenômeno se torna mais universal e mais intenso na medida em que se sobe na hierarquia das categorias [taxonômicas]. Os intervalos entre as espécies conhecidas são raros e freqüentemente pequenos. Os intervalos entre as ordens, classes e filos conhecidos são sistemáticos e quase sempre grandes. Estas peculiaridades do registro fóssil apresentam um dos mais importantes problemas teóricos de toda a história da vida: A aparição repentina de categorias superiores é um fenômeno da evolução ou apenas do registro, devido à tendenciosidade nas coletas de amostras e outras inadequações?

 

 

 

Enfim, estou bem seguro de que a lógica e evidência não têm poder contra a percepção popular, nutrida por jornais de prestígio como a National Geographic e a Nature, de que nenhum cientista sério têm quaisquer dúvidas sobre o Darwinismo, então eu quero oferecer aqui, parte de uma notícia de 5 de Novembro de 1980 do New York Times News Service:

 

 

 

O entendimento biológico de como a evolução funciona, que há muito tem postulado um processo gradual de seleção natural Darwiniana agindo em mutações genéticas, está experimentando a sua revolução mais ampla e profunda desde aproximadamente 50 anos atrás. No coração da revolução está algo que parece ser paradoxal. Descobertas recentes só fortaleceram a conclusão de Darwin, de que todas as formas de vida evoluíram de um ancestral comum. A análise genética, por exemplo, mostrou que cada organismo é regulado pelo mesmo código genético que controla os mesmos processos bioquímicos. Entretanto, ao mesmo tempo, muitos estudos têm sugerido que a origem das espécies não aconteceu da forma que Darwin sugeriu … Como exatamente a evolução aconteceu é agora uma questão de grande controvérsia dentre os biólogos. Embora o debate esteja acontecendo há muitos anos, ele alcançou um “crescendo” no último mês, quando cerca de 150 cientistas especialistas em estudos evolutivos se encontraram por quatro dias no Museu de História Natural de Chicago para eliminar uma variedade de novas hipóteses que estão desafiando velhas idéias … Em debate durante o encontro em Chicago estava a macroevolução, um termo que em si mesmo é questão de debates, mas que geralmente se refere à evolução de grandes diferenças … Darwin sabia que estava em terreno acidentado ao extender a seleção natural para explicar as diferenças dentre grandes grupos de organismos. O registro fóssil de seus dias não mostrava transições graduais dentre tais grupos, mas ele sugeriu que descobertas posteriores poderiam preencher as lacunas. “O padrão que nos foi mandado encontrar, pelos últimos 120 anos, não existe”, declarou Niles Eldridge, um paleontólogo do Museu Americano de História Natural em Nova York. Eldridge lembrou na reunião sobre o que muitos caçadores de fósseis têm reconhecido como se traçassem a história de uma espécie através de camadas sucessivas de sedimentos antigos. As espécies simplesmente aparecem em um dado ponto do tempo geológico, persistem grandemente sem sofrer modificações por alguns milhões de anos e então desaparecem. Há muitos poucos exemplos – alguns dizem nenhum – de uma espécie se transformando gradualmente em outra.

 

 

 

A ciência tem tido muito sucesso em explicar fenômenos naturais, de forma que o cientista moderno é convencido de que ela pode explicar tudo. Qualquer coisa que não se encaixe neste modelo materialista é simplesmente ignorada. Quando ele descobre que todas as contantes básicas da física, tais como a velocidade da luz, a carga e massa do elétron, a constante de Planck e etc., tinham de ter quase que exatamente os valores que têm a fim de permitir que qualquer forma de vida concebível sobrevida em nosso universo, ele propõe o “princípio antrópico” e diz que deve haver muitos outros universos com as mesmas leis, mas valores aleatórios para as constantes básicas, e um destes universos foi destinado a chegar aos valores corretos. Quando você pergunta a ele sobre como um processo mecânico como a seleção natural poderia causar o surgimento da consciência humana a partir da matéria inanimada, ele diz, “consciência humana? – O que é isso?” E ele fala sobre a evolução humana como se fosse um observador externo, que nunca parece imaginar como entrou dentro de um dos animais que está estudando. E quando você pergunta como as quatro forças fundamentais da natureza poderiam rearranjar as partículas básicas em bibliotecas cheias de enciclopédias, textos científicos, romances, e computadores conectados com impressoras a laser, tubos de raios catódicos, teclados e à Internet, ele diz: bem, a ordem pode aumentar em um sistema aberto.

 

 

 

O desenvolvimento da vida pode ter violado apenas uma lei da ciência, mas foi justamente a lei que Sir Arthur Eddington chamou de lei “suprema” da natureza, e ela foi violada de forma espetacular. Pelo menos, esta é a minha opinião, mas talvez eu esteja errado. Talvez pareça apenas extremamente improvável, mas na verdade não seja, que sob as condições certas, o influxo de energia estelar em um planeta possa fazer com que os átomos se rearrajem em usinas nucleares, espaçonaves e computadores. Mas alguém pensaria que pelo menos isso seria considerado como uma questão em aberto. E para os que dizem que isso é realmente extremamente improvável, ou seja, contrário ao princípio básico subjacente da segunda lei, seria dada uma medida de respeito e levados à sério pelos seus colegas, mas nós não somos.

 

 

 

 

 

Granville Sewell é professor de Matemática na Universidade do Texas em El Paso, e professor visitante na Universidade A&M do Texas. Ele tem dois novos livros lançados no último verão, Computational Methods of Linear Algebra, e The Numerical Solution of Ordinary and Partial Differential Equations, ambos publicados pela editora John Wiley & Sons, 2005. O último inclui um Apêndice intitulado: “Pode acontecer QUALQUER COISA em um sistema aberto?” contendo material referenciado neste artigo. Um versão mais longa dele pode ser encontrada no site do livro.

 

 

 

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