Introdução
Para tentar responder a essa pergunta, vamos primeiramente imaginar uma paisagem desértica e acidentada fotografada duas vezes num intervalo de digamos 10 anos. Ao olhar a segunda foto notaremos os sinais do tempo. A ação do vento e da chuva reduziu a altura de alguns morros e a erosão criou algumas valas. No entanto, de uma forma desafiadora, observamos uma árvore que cresceu. Nesse período, o centro de massa dessa desafiante se elevou, contrariando o caminho natural do restante do ambiente.
Qualquer indivíduo inteligente notaria o contraste na paisagem. No entanto, neste ensaio, em busca de uma definição, procura-se discutir todos os conceitos envolvidos nela, em particular o de entropia.
Quando mencionamos a tendência natural da matéria inanimada estamos falando de uma lei natural, uma lei física. A quantificação dessa lei é feita por uma grandeza denominada entropia. Como aponta Schrödinger [1], a vida se contrapõe à tendência natural da matéria inanimada, navegando contra o aumento de entropia. Essa característica, neste trabalho entendida com necessária, não é contudo de aceitação universal [2].
A entropia segundo Carnot e Boltzman
O trabalho seminal para a definição clássica de entropia foi o de Sadi Carnot (1824). Nessa formulação, é impossível o calor passar espontaneamente do frio para o quente [3].
Boltzman se pôs a trabalhar num formalismo estatístico para um sistema de muitas partículas. Simplificadamente falando, se tivermos um sistema de muitas partículas confinadas em um ambiente e sujeitas ás leis da Física, haverá distribuições muito mais prováveis. Inversamente, haverá também distribuições muito improváveis, como por exemplo, todas as partículas do ar de uma sala ficarem somente na metade esquerda dessa sala.
Há duas grandes contribuições de Boltzman em relação ao antigo conceito de entropia. Primeiramente, ele não surge como uma imposição a mais nas leis da Física, mas sim como uma decorrência lógica das probabilidades. Além disso, a estatística de Boltzman não exclui a possibilidade de eventos singulares, como nevar no Ceará, por exemplo.
Do ponto de vista estatístico isso não seria impossível. Seria necessário um conjunto de circunstâncias. Quando começamos a quantificar a probabilidade de que isso aconteça vemos o quão improvável é o evento.
Comparando os resultados
À primeira vista, a formulação estatística de Boltzman pode parecer algo mais complicada e pouco vantajosa em relação a Carnot, mas quando deitamos os olhos em alguns exemplos, os ganhos trazidos por Boltzman ficam claros.
Seria possível, por uma ação casual do vento, choques térmicos ou abalos sísmicos acabarmos por obter uma pedra cujo centro de massa seja muito alto, como o da figura seguinte?
Fig. 1. Uma formação rochosa impossível segundo Carnot, improvável segundo Boltzman. Tão improvável que é atração turística.
Estritamente segundo as idéias de Carnot, a resposta é não. A entropia do sistema constituído pelas partículas dessa pedra aumentou.
Para acirrar a comparação, vamos a uma outra formação rochosa: Stonehenge.
Fig. 2. Uma outra formação rochosa singular.
Seria possível obter uma formação desse tipo pela ação do vento?
Não é preciso que façamos cálculos para saber o quão improvável é o fato. A formação de uma das pedras, nas condições que se apresentam, já seria altamente improvável. Duas, muito mais. Um círculo, nem pensar. Há aí a interferência de uma vontade ausente na matéria inanimada. Talvez a resposta à questão “o que é vida” esteja na comparação dessas duas formações. No formalismo de Carnot há o impossível, no de Boltzman o improvável, mas mesmo o improvável chega perto do limite do impossível quando se fala da matéria inanimada. Com Carnot, vemos o que o ser vivo faz, e a matéria pura e simples, acompanhada pelas leis da Física, não faz. Com Boltzman pudemos descobrir que os seres vivos fazem o improvável.
A resposta - 1ª tentativa
Detalhado o conceito de entropia, pode-se arriscar uma primeira definição de vida. A vida compreende um volume de controle cujo fluxo entrópico é negativo. No entanto, veremos mais adiante que essa definição, embora necessária, não é suficiente. Por ora, é importante discutir a força de expressão de Schrödinger ao dizer que a vida segue na contra-mão das leis naturais. Realmente, a frase parece ter sido um exagero do autor. A segunda lei não proíbe a redução de entropia de um sistema, apenas assegura que esse processo não é espontâneo, ou seja, ele tem um aspecto volitivo.
O ser vivo, ao diminuir sua entropia, aumenta a do ambiente em que está imerso, mas esse aumento é necessariamente maior que a redução que o ser vivo consegue para si. Quando consideramos o ser vivo e o ambiente conjuntamente, vemos que as leis da física estão perfeitamente obedecidas.
O que torna o ser vivo singular é possuir um código que lhe permita fazer essa barganha. Como a planta que se embebe de quase toda água espalhada aleatoriamente ao seu redor para organizá-la em seus floemas e xilemas. Uma alegoria interessante seria pensarmos na travessia de dois penhascos próximos. Há inúmeras trajetórias possíveis para tanto. Uma corda bamba interligando os dois é uma delas. Por ser única, é altamente improvável que seja a trajetória escolhida, mas é por ela que a vida segue. Para atingi-la, a vida derruba algumas pedras, almoça algumas raízes, arranca um longo galho para ajudá-la no equilíbrio e finalmente chega ao outro lado, deixando atrás de si o aumento da entropia; as marcas do estrago. E não teria sido a vida a colocar a corda?
Extensões da vida e metabolismo
Uma sala jaz com o ar condicionado ligado. Enquanto for fornecida energia ao aparelho ele, continuamente, vai retirando calor da sala mais fria e rejeitando esse calor para o ambiente externo, mais quente. Uma interferência decisiva nos processos naturais. Grosseiramente comparando, isso seria por um ser vivo munido de um balde retirando o calor do mais frio e levando-o para o mais quente. Nesses processos identificamos uma condição necessária da vida.
O ser vivo cria extensões de si mesmo, ele aumenta o volume de controle de fluxo entrópico negativo. Braços mecânicos, pás, martelos e engenhocas que funcionam com pouca, ou quase nenhuma interferência do criador. Uma bomba biriba pode funcionar anos aproveitando a energia da correnteza para encher continuamente uma caixa d’água. O fruto de seu funcionamento vai no fluxo contrário da entropia.
O que falta a essa bomba para ser viva? Falta-lhe um processo metabólico próprio pelo qual ela se regenere e se reproduza. Com essa restrição, podemos enxergá-la como uma extensão do ser vivo que a criou. A enxada não se reproduz, nem o aparelho de ar condicionado.
Nesse aspecto, o motor de um carro, por exemplo, ou até o carro todo, são também extensões de seres vivos. Algo que o ser vivo agregou ao seu volume de controle, como agregamos dentes de porcelana, próteses, vestimentas que nos protegem de trocas de calor indesejáveis etc.
Deixemos de lado então os engenhos construídos por seres vivos fora de nossa argüição, considerando-os meras extensões da vida que medra e se espalha, tendo essa propriedade como uma de suas características. Assim como quando se espanta uma mosca com uma varinha. A varinha pode ser de uma resina mineral insossa, mas age como extensão da vida. Não é um mineral que espontaneamente se levantou e agiu.
As extensões da vida agem de acordo com regras impostas pela vida.
Admitindo então a definição de fluxo entrópico negativo, aliada à necessidade de metabolismo, parece que chegamos a uma definição precisa.
Infelizmente, não é assim. Em primeiro lugar porque temos exemplo de seres que não hesitaríamos em classificar como vivos e que, no entanto, não se reproduzem, como o burro e a mula; além disso, há bactérias que, quando em condições adversas às suas sobrevivências, se cristalizam até que as condições mudem. É difícil dizer que nesse período essas bactérias são seres vivos. O metabolismo está ausente. Sequer podemos dizer que hibernam, pois a hibernação compreende ainda um metabolismo residual. Por outro lado, é também difícil dizer que elas não seres vivos. Resta-nos admitir que a vida às vezes se esconde em períodos de latência e que até aqui a definição não é completa, embora adequada para muitas diferenciações.
Pelo menos a questão se os vários tipos de vírus são vivos ou não fica decidida. Nesse cenário eles não são. Dependem do metabolismo da célula que invadem para se manifestar e se reproduzir.
Vida artificial
Finalmente, devemos discutir um pouco mais sobre as extensões da vida. Quão sofisticados podem ser os engenhos que a própria vida cria para imitar-se? Eles podem realizar tarefas que se oponham ao aumento de entropia, podem ter um simulacro de metabolismo envolvendo até reprodução, mas funcionam de acordo com os ditames de sua fabricação. Descuidos acontecem, mas ainda não vimos um motor se rebelar, ou uma enxada se voltar contra o agricultor, pelo menos por enquanto. Mas se um dia isso vier acontecer, talvez seja esta a primeira frase de espanto a ser a ouvida:
─ A enxada está viva!
Bibliografia
1. ERWIN SCHRONDINGER. O que é vida? São Paulo: Unesp, 1977.
2. S. J. GOULD, in M. P. MURPHY & L.J. O'NEILL (ORGS.). O que é vida? 50 anos depois São Paulo: Unesp, 1997.
3. PIERRE LUCIE. Física Térmica Rio de Janeiro: Campus, 1980. 328 p.
