Mikhail Vladimirovich Volkenstein foi um dos principais biofísicos russos. Ele era especialista em "química orgânica" de macromoléculas e outros polímeros. Fundou a Escola de Leningrado de Ciência dos Polímeros.

Seus primeiros trabalhos foram sobre a espectroscopia de moléculas, especialmente os espectros de bandas vibracionais de moléculas oscilantes (como o seu Filósofo da Informação ).

Na década de 1970, Volkenstein começou a explorar a questão da origem da vida . Ele se propôs a investigar as complexas conexões entre entropia, informação e vida.

A União Soviética permitiu que ele viajasse a Berlim para participar de conferências sobre processos irreversíveis e autoorganização. Lá, ele se encontrou com Ilya Prigogine , que ganhou o Prêmio Nobel por suas investigações sobre a irreversibilidade de processos em sistemas físicos complexos que estão longe das condições de equilíbrio.

Prigogine desenvolveu a termodinâmica de não equilíbrio, particularmente a teoria do que ele chamou de "estruturas dissipativas". Trata-se de sistemas físicos ou químicos em condições longe do equilíbrio que parecem desenvolver "ordem a partir do caos" e aparentam ser "auto-organizáveis". Assim como nos sistemas biológicos, matéria e energia (de baixa entropia) fluem através da estrutura "dissipativa". É principalmente a energia e a entropia negativa que são "dissipadas". O trabalho de Prigogine sobre a não linearidade matemática da termodinâmica de não equilíbrio é a base de grande parte da "teoria do caos" e da "teoria da complexidade".

Volkenstein admirava muito o trabalho de Manfred Eigen , que desenvolveu a ideia de "hiperciclos", baseada no conhecido ciclo do ácido cítrico, em que cada etapa é catalisada por uma enzima, de modo que o ciclo pode ser descrito como "autocatalítico", uma ideia popular entre muitos teóricos sobre a origem da vida.

Surpreendentemente, muitos cientistas, mesmo especialistas em termodinâmica e mecânica estatística, são ambivalentes em relação ao conceito de entropia e seu significado. Não surpreendentemente, generalistas em física, química e biologia também são ambíguos quanto ao papel da entropia, e especialmente quanto à conexão entre entropia e a chamada "entropia negativa", que está intimamente ligada à informação .

O livro de Volkenstein de 1986, Entropia e Informação , teria sido melhor intitulado Entropia, Informação e Vida . Talvez tivesse recebido mais atenção dos biólogos. Mas nem mesmo este livro consegue explicar as profundas e complexas conexões entre a criação de informação no universo e a entropia física, muito menos sua dependência da mecânica quântica .

Muitos filósofos da ciência desconfiam das interpretações da mecânica quântica que implicam que o universo é indeterminístico , que o acaso é real. Uma grande maioria dos filósofos acredita que o livre-arbítrio humano é compatível com o determinismo físico . Assim como Albert Einstein e muitos outros grandes físicos, eles esperam que "variáveis ocultas" subjacentes sejam descobertas e que restaurem as leis clássicas determinísticas da natureza.

Em seu prefácio ao livro, Volkenstein se mostrou muito otimista quanto à possibilidade de esclarecer o papel da entropia na biologia. Ele a classificou como "não muito complicada".

Isso é apenas... entropia,
disse ele, pensando que
isso explicava tudo,
e repetiu a
palavra estranha algumas vezes.
Karel Capek, “Krakatit” ¹

Essa “palavra estranha” denota uma das grandezas mais básicas da física dos fenômenos térmicos, ou seja, da termodinâmica. Embora o conceito de entropia tenha de fato se originado na termodinâmica, posteriormente ficou claro que se tratava de um conceito mais universal, de fundamental importância para a química e a biologia, bem como para a física.

Embora o conceito de energia seja geralmente considerado mais importante e fácil de compreender, veremos que a ideia de entropia é igualmente substancial — e, além disso, não tão complicada. Podemos calcular ou medir a quantidade de energia contida nesta folha de papel, e o mesmo se aplica à sua entropia. Ademais, a entropia possui propriedades notáveis. Nossa galáxia, o sistema solar e a biosfera derivam sua existência da entropia, como resultado de sua transferência para o meio circundante. Existe uma conexão surpreendente entre entropia e informação, ou seja, a inteligência total comunicada por uma mensagem. Tudo isso é exposto neste livro, transmitindo informações ao leitor e diminuindo sua entropia; cabe ao leitor decidir o valor dessa informação.

A segunda metade do século XX destaca-se pela criação e desenvolvimento de áreas complexas da ciência, de suma importância não só para as ciências naturais e a tecnologia, mas também para as humanidades. São exemplos disso a cibernética, a teoria da informação e a sinergética. Embora esses termos não existissem há cinquenta anos² ^, eles agora surgem constantemente. Em todas as três disciplinas, os conceitos de entropia e informação são absolutamente indispensáveis, de modo que sem eles não é possível apreender a verdadeira essência da ciência moderna. Os capítulos finais do livro contêm breves, e necessariamente incompletas, exposições de sinergética e teoria da informação. O objetivo deste relato é chamar a atenção do leitor para essas novas disciplinas e introduzi-lo ao círculo de ideias relacionadas.

1. Karel Čapek (1890-1938), dramaturgo e romancista checo. Inventor da palavra "robô" em seu sentido atual, em sua peça RUR.
2. Isso foi escrito em 1986, portanto a teoria da informação e a cibernética surgiram por volta da época da Segunda Guerra Mundial.

Entropia e Informação , pp. 1-2

Entropia e Informação Normal | Professor | Pesquisador