Il disordine in un mazzo di carte

Il concetto di disordine è particolarmente rilevante nella fisica. Se si considera un sistema costituito da un numero sufficientemente grande di componenti (sistema complesso) il grado di disordine ci permette di stabilire addirittura come scorre il tempo.

Consideriamo, per semplicità, il sistema molto familiare del mazzo di carte. Se il mazzo è nuovo, tutte le carte sono disposte in ordine, dall’asso di denari al dieci di denari, dall’asso di coppe al dieci di coppe, e così per le bastoni e le spade. Se per giocare si mescolano le carte, queste si andranno a disporre in una situazione totalmente disordinata. Fino a qui non c’è nulla di strano. Ma partiamo adesso da un mazzo già disordinato e mescoliamolo. Non accadrà certo il contrario: il mazzo delle carte resterà disordinato e nessuno si aspetterebbe che non fosse così.

Questo esempio molto semplice sul mazzo di carte individua una legge generale che vale per ogni sistema complesso: tutti evolvono dall’ordine al disordine e mai al contrario, a meno che qualcuno non intervenga sul sistema per ordinarlo. Questa tendenza verso il disordine stabilisce quindi il verso in cui scorre il tempo: dall’ordine al disordine.

Ma perché succede questo? Se immaginiamo di distribuire in riga tutte le carte del mazzo ci accorgiamo che le disposizioni ordinate sono molto meno di quelle disordinate. La cosa si può vedere facilmente considerando soltanto le quattro carte che vanno dall’uno al quattro.  Si hanno 24 possibili disposizioni e soltanto una è quella ordinata (1234): il disordine è più probabile dell’ordine. Con più carte le disposizioni possibili sono molte di più e per sistemi complessi naturali (con molti più componenti di 40) sono in numero enorme e il disordine è straordinariamente più probabile dell’ordine. I sistemi complessi evolvono quindi verso il disordine perché questo è lo stato più probabile tra quelli possibili, dal momento che l’evoluzione è fortemente dettata anche dal caso.

Un sistema complesso naturale è per esempio un gas costituito da moltissime molecole, che tende pertanto a evolvere verso la configurazione disordinata, incredibilmente più probabile. In fisica, il grado di disordine è misurato da una grandezza detta entropia, i cui concetti sono spiegati all’interno del corso di Termodinamica ( http://www.29elode.it/termodinamica ).

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