De tweede wet van de thermodynamica (de entropiewet) zegt: elke spontane verandering in een geïsoleerd systeem (een systeem dat geen energie of materie kan uitwisselen met zijn ‘omgeving’) verhoogt de entropie (willekeurigheid of wanorde) van het systeem; meer in het algemeen: bij elke materiële transformatie treedt er een onomkeerbare ontaarding op van bruikbare (hoogwaardige) energie/materie naar een meer wanordelijke en minder bruikbare entropische toestand. Zie hierover aflevering 8 van het artikel ‘Eindspel: de economie als ecologische ramp en wat er moet veranderen’ in de rubriek Economie.
Een geïsoleerd systeem wordt bij elke opeenvolgende interne transformatie dan ook steeds willekeuriger en wanordelijker: energie dissipeert (gaat verloren), materiaalconcentraties dispergeren (raken vermengd) en gradiënten (relatieve verschillen) verdwijnen – op weg naar een lokaal thermodynamisch evenwicht waarin niets meer kan gebeuren. Toch kennen we allemaal reëel bestaande systemen die duidelijk niet bezig zijn om naar een dergelijk evenwicht af te glijden. Levende organismen en andere complexe systemen ‘organiseren’ zichzelf op een manier die de onverbiddelijke weerstand van de tweede wet weerstaat. Zij handhaven zichzelf in op hoge niveaus functionerende, laagentropische toestanden die zich ver van hun thermodynamisch evenwicht bevinden, omdat zij open systemen zijn die energie/materie met hun ‘omgeving’ kunnen uitwisselen.
Neem nu de ecosfeer, een zelforganiserend, zeer geordend, meerlagig systeem van verbijsterende structurele complexiteit, dat zijn vorm krijgt in miljoenen afzonderlijke soorten, gedifferentieerde materie en geaccumuleerde biomassa. In de loop van de geologische tijd zijn haar biodiversiteit, systemische complexiteit en energie- en materiaalstromen juist toegenomen – wat wil zeggen dat de ecosfeer zich steeds verder van het thermodynamisch evenwicht heeft verwijderd.
En hier komt nog iets bij kijken. Systeembiologen onderkennen dat levende systemen bestaan in overlappende, geneste hiërarchieën, waarin elk deelsysteem wordt omvat door het systeem dat zich één niveau hoger bevindt en dat zelf op zijn beurt weer een keten van gekoppelde subsystemen van een lager niveau omvat. Elk subsysteem in de hiërarchie groeit, ontwikkelt en onderhoudt zichzelf door bruikbare energie en materie (negatieve entropie of ‘negentropie’) te onttrekken aan zijn ‘omgeving’, dat wil zeggen aan zijn gastsysteem van één niveau hoger. Dit gaat allemaal ten koste van een toenemende algehele entropie, in het bijzonder de entropie van hun onmiddellijk gastsysteem. De tweede wet heeft voor ons nogal wat consequenties. Zie daarover tweede wet en duurzaamheid en complexiteitstheorie volgens Rees.
