TERMODINÁMICA DEL NO- EQUILIBRIO Ciencias de la

TERMODINÁMICA DEL NOEQUILIBRIO
Ciencias de la Complejidad. 1
Carlos Eduardo Maldonado
Profesor Titular
Universidad del Rosario
  Todas
las ciencias de la
modernidad nacen bajo la
sombra o a la luz de la física de
Newton
  Excepto
la biología y la química
  Irreversibilidad
de la complejidad
  Cambio
de estado de un fenómeno
o sistema
  Flecha
  La
del tiempo
realidad está configurada por
discontinuidades
  No
todas las evoluciones son iguales
  Importancia
del medioambiente
La complejidad es el resultado de la
disipación de energía, el olvido de las
condiciones iniciales, la evolución
hacia el desorden, o también, la
producción de un orden nuevo
  Un
sistema termodinámico es
uno que requiere de energía, que
es dependiente de un entorno y
cuyo dilema fundamental es el
equilibrio
  Desde
el punto de vista cinético,
la magnitud fundamental es la
velocidad
  Determinar
en qué momento
prima la creación de orden sobre
la creación de entropía
  Vivimos
un mundo inestable
  La
disipación de energía es la
fuente del orden
 Estructuras disipativas
  Las
estructuras disipativas son
autoorganizativas
  Disipación,
fluctuación: orden a través
de fluctuaciones
  En
situaciones alejadas del equilibrio las
leyes generales dejan de existir o de tener
sentido
  En
situaciones alejadas del
equilibrio cada sistema es un
caso aparte
  Importancia
del estudio de
fenómenos particulares, no ya
generales
Sistemas cercanos al
equilibrio
Filo del caos
Sistemas complejos
Equilibrio
Caos
Orden
(Cristales)
Desorden
Sistemas alejados del equilibrio
Ciencia normal
• Distribuciones normales
• Ley de los grandes números
• Campana de Gauss
• Campaba de Bell
• Descripciones estadísticas
• Descripciones matriciales
• Vectores
• Estándares
.
.
.
(Vida)
(Sol, estrellas)
Ciencia revolucionaria
Ciencias de la complejidad
• Termodinámica del no-equilibrio
• Teoría del caos
• Teoría de las catástrofes
• Geometría fractal
• Vida artificial
• Ciencia de redes
• Lógicas no-clásicas
  Amplificación
  Transiciones
de las fluctuaciones
entre ordenes de
realidad
 La fluctuación se establece en una
región determinada y desde ahí se
produce un proceso de nucleación,
gracias al cual es posible la
amplificación de las fluctuaciones
  Cambios
de estado de un sistema
  Medición
de la complejidad
(Por ejemplo, medición de la
complejidad máxima de un
sistema)
  Las
innovaciones son
nucleaciones de fluctuaciones
  Las
inflexiones en la naturaleza
proceden siempre de las
individualidades
  Darwin:
la selección natural
actúa a través de los individuos
  Pensar
en complejidad equivale a
indeterminar los fenómenos
  Hablar
de complejidad es una
sola y misma cosa que ocuparse
del tiempo
  La
objetividad del mundo
descansa en la idea de
complementariedad (Bohr)
supuesta la incertidumbre
(Heisenberg)
  Las
ciencias de la complejidad
son ciencias de la posible, no ya
simplemente ciencias de lo real
  Pensar
en sistemas dinámicos
equivale a pensar
geométricamente (Poincaré,
Einstein)
  La
complejidad de un sistema
corresponde a los grados de
libertad del sistema
  El
devenir no es deducible de la
descripción
 La ciencia y el mundo
contemporáneos son
crecientemente contraintuitivos
  Distinguir
si vemos lo que
conocemos, o
  Conocemos
lo que vemos
  El
tiempo interno de un sistema
dinámico está unido al estado del
sistema
  Desplazamiento
de la dinámica
hacia la termodinámica
  Como
desplazamiento de las
trayectorias, hacia los procesos
que transforman a las cosas
 Si se quiere hacer referencia a lo
que la ciencia clásica (la
modernidad) designaba como
“dinámica”, es decir, movimiento,
cambio, transformación, la
manera más adecuada consiste en
referirnos a esa misma realidad en
términos de termodinámica
  Tiempo
y pluralidad de tiempos
  Sistemas
dinámicos inestables
  Pequeñas
causas pueden tener
grandes efectos
  Las
colisiones se transforman en
correlaciones
  Gracias
a la TNE la entropía es
interpretada como principio de
selección
  La
complejidad está unida a la
inestabilidad, y no a la predictibilidad
 Tenemos un mundo complejo, que
ya no podemos juzgar, pero que
debemos explorar
  ¿Un
sistema puede decirse que es
entrópico, o bien la entropía
cumple una función selectiva de
las condiciones iniciales?
 ¡Medición de la entropía!
  El
mundo, como el ser humano,
está constituido por una
pluralidad de historias
  El
fundamento de la vida es la
diversidad = megadiversidad
  El
gradualismo es más un
producto del pensamiento
occidental que un hecho de la
naturaleza
  Equilibrio
– No-equilibrio
(Equilibrio dinámico)
  Determinismo
y aleatoriedad