Resumen. 3 de sept 2007.

Esta clase pusimos en orden los conceptos que habiamos discutido toda la semana pasada acerca de entropía.

• La entropía de un Macroestado es proporcional al número de microestados asociados a el.
• Es independiente del observador.
  
• Si los componentes de un sistema se mueven aleatoriamente,entonces el macroestado al que con más probabilidad tiende es aquel que tiene un mayor número de microestados asociados. Todo esto, claro está, a menos que se efectue trabajo sobre el sistema para impedir que los componentes se muevan aleatoriamente. Por todo esto, un sistema aislado tiende al estado con un mayor número de microestados asociados, es decir, al estado de máxima entropía. (Segunda Ley de la Termodinàmica)
  
• Usando un razonamiento basado en combinatoria se puede ver que el estado de máxima entropía, es decir aquel con mayor número de microestados asociados, es aquel donde las partículas estén uniformemente distribuidas.
• Como un estado de gran entropía es aquel que tiene un gran número de microestados asociados, si sabemos que un sistema está en un estado de esas caracterizticas, nuestra incertidumbre acerca de su microestado es mayor que si el sistema estuviese en un estado de baja entropía.
• Por lo anterior podemos ver a la entropía como una medida de la incertidumbre que tenemos acerca del estado detallado (microestado) de un sistema.
• Si convenimos en que algo esta 'ordenado' si conocemos a cabalidad los estados de cada una de sus componentes, entonces la entropia es una medida del desorden en un sistema. Notemos cómo esta noción de orden no tiene que ver con un acomodo especial de los componentes de un sistema, sino con que tan detallada es la información que tenemos sobre ese acomodo.
• En las máquinas térmicas, el trabajo se puede realizar siempre que exista una diferencia de temperatura entre las reservas. Cómo el estado de máxima entropía es aquel en que las particulas de diversas energías están uniformemente distribuidas en el sistema, entonces la segunda ley nos dice que la capacidad de hacer trabajo de una máquina tiende a cero si esta está aislada. En este sentido, la entropia es una medida de la incapacidad de hacer trabajo.
• Las partículas en un gas tienen movimientos individuales completamente aleatorios, y esta libertad de movimiento no la pierden conforme el sistéma evoluciona hacia un estado de máxima entropía. Sin embargo la variable macro llamada entropía no tiene la libertad de decrecer, siempre crece. De hecho está variable macro es practicamente transparente para las partículas. Esto ejemplifíca como la estadística de variables macro no es incompatible con la aleatoreidad y amplia libertad de los componentes individuales.

Posteriormente definimos la funcion entropía en el sentido informacional y vimos como se puede reducir a la funciòn ya conocida en mecánica estadística.

Nos vemos mañana en clase

Resumen. 20 de ago, 2007.

Discutimos el video de Maynard-Smith centrándonos por supuesto en los aspectos informacionales, en particular en lo siguiente:

1. Si la capacidad de evolucionar por selección natural es una característica de todo aquello que podamos llamar vivo, es necesario que el mecanismo de transmisión de información hereditaria pueda almacenar muchas posibles combinaciones: la idea de Schrödinger (1944) del cristal aperiódico.
2. El argumento de Weismann en contra de la herencia de caracteres adquiridos: de que forma podría transmitirse la información de algún caractér adquirido en vida por un individuo a sus descendientes? esto requeriría una traducción de la información, por ejemplo, el tener músculos grandes, a los gametos correspondientes. No existe ningún mecanismo biológico que permita esta transmisión de información.
3. La noción de transferencia unidireccional y bidireccional de información, a partir del ejemplo de Maynard-Smith de los fonógrafos.
4. Una rápida (y por supuesto incompleta) reseña del funcionamiento de los ácidos nucleicos y su papel en la síntesis de proteínas. Los papeles del DNA, RNA mensajero y RNA de transferencia. Y también un rápido resumen de la teoría del mundo de RNA.
5. -Los 7 cambios cualitativos, desde el punto de vista de transferencia, almacenamiento y procesamiento de información, en la historia de la vida, según Mayrnard-Smith:
1. La aparición de moléculas autoreplicantes
2. La aparición de cromosomas.
3. El código genético y los mecanismos para sintetizar proteinas a partir de él.
4. La reproducción sexual y sus "ventajas" evolutivas.
   
5. Los organismos multicelulares y sus nuevas necesidades de información.
6. El lenguaje y su capacidad de agregar socialmente.
7. Lo métodos electrónicos de transferencia y almacenamiento de información.
   

Creo que es importante destacar en todo esto como el pensar en términos de información nos puede servir para resolver interrogantes de tipo biológico, e incluso (por ejemplo en la predicción de Schrödinger) formular hipótesis que guíen la experimentación. Cómo menciona Maynard-Smith en el video, la biología en el siglo XX se transformo en una ciencia dedicada a estudiar los procesos de transferencia y almacenamiento de información.


Les exhortamos a usar este blog para poner comentarios o dudas que puedan enriquecer la discusión. Si creen que falto (o falló) algo de la exposición, por favor comentenlo :)

Nos vemos mañana Martes.