Per il secondo principio della termodinamica, tutti i processi naturali sono energeticamente direzionati verso il disordine, inteso in realtà come distribuzione dell’energia totale dell’universo in modo uniforme, senza gradienti di genere da poter sfruttare per produrre lavoro, e questo disordine risulta misurabile tramite un’unità di misura: l’entropia.

Se una persona volesse esporre questo principio, potrebbe avanzare un semplice ma intuitivo esempio per spiegare il disordine prima macroscopico, e poi per associazione di idee microscopico e molecolare. L’esempio più semplice in assoluto riguarda voi stessi, o meglio la vostra stanza da letto (o qualsivoglia stanza della vostra casa). Quanta energia richiede il mantenimento dell’ordine delle coperte, vestiti, calzini ecc.. Tutto ciò che esiste e deve esistere in una determinata posizione e sequenza nello spazio tende nel tempo, e a causa di forze esterne, a mutare la sua forma per ottenerne una nuova, ovvero da una stanza pulita e in ordine si origina in modo estremamente semplice e veloce una stanza in disordine; a meno che non venga applicata una forza contraria alla tendenza di generare questo disordine, ovvero a meno che una persona non applichi tempo ed energie per sistemare la stanza. È quindi necessario spendere tempo ed energie per mantenere la stanza nella modalità che noi desideriamo. In un certo senso i vestiti che appoggiamo sulle sedie, lanciamo a terra, mischiamo tra sporchi e puliti, si muovono in maniera caotica e disorganizzata, decisamente poco prevedibile. Intuiamo magari la traiettoria di volo quando lanciamo i calzini, ed evitiamo di mirare verso la finestra, ma non è immancabilmente nota la loro destinazione nell’atterraggio. È quindi nostro compito agire ordinando e ripiegando contro la tendenza naturale dei vestiti ad esistere in modo disordinato e scomposto, in un certo senso libera da vincoli esterni e da disposizioni organizzate.

Ecco ora dato questo esempio evidente ed empirico, di cui tutti siamo a conoscenza, proviamo a traslare la nostra mente in un mondo in cui le regole sono molto simili, ma gli attori sono gli atomi, organizzati e ordinati nel livello di complessità superiore di molecole tramite legami chimici. Ecco prendiamo in considerazione un atomo, che esiste ed è un dato di fatto, nessuno ha mai chiesto a questo il perché della sua esistenza, ed è oltretutto una domanda a cui non è possibile rispondere con immancabile certezza ma solo con stravaganti teorie. Bene questo atomo esiste e per una stravagante ragione è formato da diverse tipologie di particelle subatomiche, ricordiamo protoni e neutroni all’interno del suo nucleo, ed elettroni che secondo la teoria atomica di Lewis ruotano intorno al nucleo e che secondo la teoria di Bohr esistono con una certa elevata probabilità in una regione di spazio che circonda il nucleo chiamata orbitale, mentre con altrettanta elevata probabilità queste particelle non esistono al di fuori di questo spazio. Gli atomi tendono ad essere degli eccentrici girovaghi, e si muovono eccitati semplicemente dall’energia termica che possiedono. Maggiore è l’energia termica, maggiore è l’agitazione che questi provano e maggiore è il movimento che ne risulta. Ovviamente in spazi angusti e densamente abitati di atomi questi moti sconsiderati possono facilmente incappare in scontri e collisioni, come degli ubriachi in fila per il drink al bancone della discoteca. Ecco che al contrario dei bischeri e dei facinorosi un atomo ha una naturale tendenza a legarsi, sentimentalmente ma anche chimicamente, ad un altro atomo che possiede delle peculiari caratteristiche per quanto riguarda il numero di elettroni che gli ruotano attorno. Infatti non tutti gli atomi possono legarsi tra loro, e esistono diversissimi modi in cui ognuno di questi che può legarsi lo fa. Ecco! Un insieme di due particolari atomi legati tra loro forma una prima semplicissima molecola. Questo legame che origine ha? Gli atomi non hanno mani da stringere reciprocamente, dovranno usare un altro stratagemma. Ed ecco che la teoria di Lewis risulta particolarmente adatta alla visualizzazione di questo evento. Tutti gli atomi desiderano raggiungere un numero di elettroni nel loro guscio di valenza (ovvero nell’orbitale più esterno alla loro struttura, quello esposto direttamente all’ambiente esterno) pari ad 8, e per farlo sono disposti a tutto: rubare, accordarsi, addirittura sbarazzarsi dell’unico elettrone nel loro guscio di valenza per “saltare” al livello energetico che vi si nasconde sotto, composto appunto da 8 elettroni (sto guardando te, Potassio). Ed ecco che atomi come fluoro, cloro e bromo con 7 elettroni nel loro guscio di valenza accettando di legarsi in modo forte e saldo con sodio e potassio ed altri atomi del primo gruppo, i quali hanno 1 elettrone solo soletto. In questo gesto i tre alogenuri citati, i primi, raggiungono uno stato di stabilità chimica, mentre per i secondi avviene la stessa cosa ma più in piccolo, solamente il loro orbitale di categoria S, che contiene al massimo 2 elettroni, si completa e si placa. Ecco, in questo mondo di complicati accordi e relazioni instabili troviamo della stabilità. Gli atomi possono quindi ritenersi fortunati ad aver trovato un partner ideale semplicemente muovendosi a caso nella infinita vastità dell’universo e portando all’origine di una simpaticissima molecola. Ma ecco che bazzichiamo ancora nel campo della chimica inorganica; le molecole biologiche sono composte da moltissimi atomi legati tra loro, ad esempio il glucosio è composto da 24 atomi tra carbonio, idrogeno, ossigeno, legati a formare una barchetta esagonale con due braccine. Facile! Immediato! Vedendo la struttura biologica del glucosio sembrerebbe naturale che possa esistere, è piccola! Eppure è una molecola di origine biologica, esiste perché un apparato molecolare lo ha costruito. E come lo ha costruito? Rubando un po' di anidride carbonica ed acqua, composte da 3 atomi ciascuna, e incanalando l’energia solare tramite due sistemi di antenne biologiche capaci di captare la natura corpuscolare (fotonica) dell’onda elettromagnetica derivante dalla fusione nucleare di 4 atomi di idrogeno in un atomo di elio (ed altre cosine) in una massa gassosa a 150 milioni di kilometri di distanza. Ecco che la figura del glucosio si ridimensiona completamente, non è poi così tanto semplice, eppure è la molecola più abbondante presente sulla terra (voi direte NO! La molecola più abbondante è la cellulosa, ma se andate a vedere la formula chimica della cellulosa noterete che è composta da simpatiche barchette esagonali con due braccine, disposte in modo alternato tramite legami B glucosidici. Che tra l’altro, non è possibile che una pianta si accresca utilizzando una molecola diversa da quella che produce in quantità massive).

E quindi il secondo principio della termodinamica? Approfondiamo. Questo principio ci spiega come tutti gli esseri viventi tendano alla decadenza, tutti gli atomi al vostro interno non sono interessati ad esistere in forma di molecole ad alta energia interna, ma vogliono piuttosto vivere come singoli atomi semplici. Immaginate quanta energia è necessaria per farvi guardare la TV, tutti gli atomi di cui siete composti devono tenersi strettamente uniti e devono operare le funzioni che la molecola di cui fanno parte opera. Ma ancora prima di ciò, tutte le molecole di cui siete composti devono essere costruite, con grande impiego di energia, a partire da atomi e molecole più semplici. Secondo il primo principio della termodinamica questa energia che il vostro corpo ha utilizzato, utilizza e utilizzerà per crescere non si crea magicamente dal nulla, ma viene rubata e trasformata a partire da qualche altra fonte di energia (cibo, e prima di lui il sole). Molti di questi atomi collaborano come enzimi per velocizzare reazioni chimiche di formazione di strutture complesse all’interno delle vostre cellule, e l’insieme di svariati milioni di unità di molecole compongono gli organi (ovvero le cellule che specializzandosi secondo un libretto di istruzioni molecolare, il DNA, lavorano all’unisono attivate da stimoli chimici, ovvero altre molecole prodotte da altri organi specializzati, per trattare le molecole che le costituiscono al fine di farle interagire con altre molecole esterne a loro stesse). Tutti questi legami, tutta questa confusione e organizzazione sono in costante lotta contro il caos, letteralmente. La tendenza delle molecole e degli atomi è quella di essere ubriachi al bancone di un bar, non di essere organizzatissimi e laboriosissimi soldatini ciechi e sordi. Infatti una volta che la catena di comando scompare, ovvero gli stimoli che organizzano e modulano il corpo umano scompaiono, il corpo perde la sua entità, le molecole si disgregano e ritornano ad essere via via più semplici fino ad essere atomi. In un certo senso un sistema energeticamente carico, se manca l’organizzazione, disperde la sua energia nell’universo e ritorna ad essere in quiete, stabile. Parte di questa dispersione è in forma di calore, e quindi non più riutilizzabile nel ciclo della vita. L’energia dell’universo rimane costante, come dice il primo principio della termodinamica, ma una parte di questa energia risulta chimicamente non più utilizzabile. Ecco che alla fine dei tempi, ripetendo questo ciclo per tantissime volte (incalcolabilmente tante) tutta l’energia disponibile nell’universo si troverà distribuita equamente, non ci saranno più gradienti di temperatura da sfruttare per avviare reazioni chimiche: l’entropia sarà quindi al massimo possibile e la vita smetterà di essere.

La vita dipende quindi dalle differenze di energia presenti nell’universo, oltre che da tutto un insieme complicatissimo di variabili e condizioni perfette, e una volta terminate queste differenze di energia tutto finirà. Se le piante non saranno più capaci di fare la fotosintesi sfruttando l’energia solare tutti gli altri esseri viventi, a catena, moriranno. Persino i saprofagi e i decompositori raggiungeranno il momento in cui viene estratta l’energia dall’ultimo legame chimico biologico per portarla all’interno del proprio organismo prima di cominciare l’inevitabile declino.

E noi, nel tempo infinito dell’esistenza, ci troviamo ad esistere in questa situazione. Potremmo dire che esistiamo proprio in questo momento solo perché è capitato che esistiamo e quindi ce ne rendiamo conto solo per pura casualità, ma siccome è capitato a noi esistiamo e siamo estremamente fortunati. Se non fossimo stati fortunati non ci preoccuperemmo nemmeno dell’esistenza delle cose perché non esisteremmo. È un gioco un po' forzato, o ci sei e ne fai parte oppure non esisti.

E in tutto ciò il legame del secondo principio della termodinamica con il concetto stesso di vita è di una stravaganza estrema. La vita esiste solamente perché esiste un gradiente di energia sfruttabile per generare lavoro (gradiente di energia potenziale, termico, chimico, c’è sempre un modo per convertire una forma di energia in un'altra). Dovremmo quindi presupporre che la vita, come insieme di eventi statisticamente plausibili (davvero?) debba la sua totale esistenza a questi divari di energia. È quindi inevitabile che la vita necessiti prima di tutto di un big bang che generi queste differenze di energia ed è inevitabile che un big bang generi la vita a sua volta (statisticamente parlando, se vogliamo considerare il big bang come causa originaria dell’universo, abbiamo entropicamente che per ogni big bang corrisponde al 100% la formazione della vita. Ma se così non fosse non esisteremmo e quindi non potremmo provare la controprova). Ma quindi la vita è un semplice salto energetico, un cavillo burocratico nella tavola di Mendeleev, un sillogismo ineffabile delle esplosioni atomiche. Ma se così fosse, ci si aspetterebbe che, statisticamente parlando, la vita si basi sulle molecole più semplici, stabili e al contempo più abbondanti presenti in un pianeta, e così è per il nostro caso. Ci si aspetterebbe che piccolissime variazioni di queste molecole più semplici portino a variazioni strutturali e funzionali apprezzabili nelle molecole e nella loro funzione, ed effettivamente così è. Ci si aspetterebbe poi che non ci sia semplicemente un evento originario, ma che statisticamente e scientificamente parlando se è capitato una volta, a queste condizioni così favorevoli, dovrebbe capitare più e più volte, a modo che ogni tanto una nuova forma di vita si origini da zero sulla terra, capace di riprodursi e, più difficilmente, di non venire pappata dagli organismi già presenti. Ma, statisticamente parlando, in un tempo infinitamente lungo come 4,6 miliardi di anni, ci si aspetterebbe che almeno un elemento di nuova vita originatosi spontaneamente presenti le caratteristiche di fortuna adatte a sopravvivere indisturbato ai temibilissimi cacciatori della terra. Ma come, ma se la tendenza naturale delle molecole è quella di raggiungere un equilibrio di semplicità, com’è possibile che nel nostro sistema terrestre si vada contro a questa tendenza? Basta sul serio fornire infinite quantità di energia ad un sistema per garantire l’inizio della vita dal nulla? Pare di sì, guarda noi. Abbiamo quindi appena dimostrato parallelamente che la vita extraterrestre esiste, semplicemente guardando un grafico endoergonico e la tavola periodica. Eppure ora che ci stringiamo le mani, ci rendiamo conto che il mondo finirà e tutto ciò che esiste tornerà ad essere polvere atomica, fluttuante nell’universo, suscettibile alla legge di gravitazione universale in modo indiscutibile, e fluttuerà fino ad accumularsi in grosse palle gravitazionali che attireranno sempre più massa, ma all’aumentare della massa aumenta anche la gravità, e all’aumentare della gravità aumenta la pressione, e all’aumentare della pressione aumenta la temperatura, e all’aumentare della temperatura…si forma un gradiente di temperatura tra il nucleo del ammasso e la sua periferia, e questo genera la possibilità di creare altro lavoro da sfruttare per legare tra loro gli atomi e comporli in molecole sempre più complesse che ad un certo punto decideranno di lavorare contro la tendenza naturale di loro stesse (ovviamente senza volerlo perché sono atomi) e di costruire apparati complessi che interagiranno tra loro (senza volerlo) in modo da mantenersi come corpi distinti, capaci di accumulare energia dall’ambiente esterno e utilizzarla per creare altre versioni più o meno uguali di loro stesse che andranno a complicarsi man mano grazie a delle imprecisioni nel loro apparato di conglomeramento informazionale che permette loro di riprodurre i loro componenti in modo perfetto e ad interim fino al sopraggiungimento di mutazioni che possono confermare o ribaltare il risultato corporeo di queste informazioni. È quindi naturale ed inevitabile grattarsi il capo di fronte a questi eventi di accordi e compromessi magistrali tra elementi non viventi e sbalzi energetici. Ma quindi, il secondo P. della T. è confutato dalla presenza di vita nell’universo? A quanto pare no, però è stranino, se non ci fossero questi introiti energetici esterni sarebbe tutto molto più semplice. Diciamo che la vita è inevitabilmente un processo in contemporaneamente in salita e discesa, nel senso che è unidirezionale, non si torna indietro da un punto di vista evolutivo, si può sempre certamente morire ma non si può diventare un non esistente in altri modi, e al contempo sopravvivere è un gioco intensamente complesso per tutti gli organismi.

Consideriamo ora il flusso dell’energia che, da manciate di atomi di idrogeno che si scontrano, fugge (dal sole) verso lo spazio in quantità tali da riuscire a coprire il suo intorno con un volume tale che riesce a colpire un apparato cellulare microscopico all’interno di un tilacoide nella cellula di una foglia. All’interno di questo esistono delle antenne molecolari capaci di captare questa radiazione energetica e di trasformarla in ------------------------------ che i tilacoidi usano per legare tra loro 24 atomi di carbonio, ossigeno ed idrogeno che starebbero benissimo a coppiette o a quartetti. Ecco che l’energia che lega questi atomi è usata come denaro sonante nel mondo delle particelle, immagazzinata, scambiata e manipolata per essere utilizzata come calcestruzzo molecolare per legare tra loro atomi indisciplinati in altre regioni della pianta, o direttamente in altri animali, esseri viventi capaci di sfruttare la natura energetica di queste molecole inanimate ma cariche di energia al fine di mantenere intatte le loro strutture e di generarne di nuove, complesse e non necessariamente correlate.

è quindi inevitabile porsi un quesito, ovvero, da qualche parte bisognerà pur essere partiti. E la partenza, abbiamo visto, doveva essere un luogo semplice e rilassato. È antistatistico aspettarsi di trovare che la vita si sia originata a partire da termini complessi. È più probabile che animaletti estremamente semplici, unicellulari, si siano trovati in condizioni di manipolare altri animaletti estremamente semplici, produttori di semplici molecole immagazzinatrici di energia, e abbiano trovato energeticamente vantaggioso sfruttare quest’energia immagazzinata a loro vantaggio. E da lì siamo arrivati alle vacche e ai giaguari.

Quello che volevo dimostrare è che se la tendenza delle molecole è quella di perdere la loro complessità a favore di una struttura semplice ed in equilibrio allora la vita non ha senso che esista perché non ha senso che da molecole semplici si arrivi a molecole complesse, non intendo a livello di organismi complessi ma a livello tra non vita e vita, dove la spinta alla sopravvivenza non esiste in quanto non esiste la vita di per sé. Ma non avevo considerato i gradienti di energia.