Entropie gaat over orde en wanorde, over willekeur en structuur, over regelmaat en onregelmatigheden in de verdeling van energie en materie. Entropie is een maat voor wanorde of willekeur binnen een natuurkundig systeem. Hoe hoger de entropie, des te gelijker materie en energie verdeeld zijn. Hoe lager de entropie, hoe meer verschillen er zijn. Cruciaal is dat moleculen de neiging hebben om zo willekeurig mogelijk verdeeld te zijn, dat wil zeggen om een zo hoog mogelijke entropie te vertonen. In de praktijk betekent dit dat alles waarmee we in aanraking komen aan entropie onderhevig is. Alles om ons heen, wijzelf incluis, ‘ontaardt’ na verloop van tijd, het vervalt of wordt willekeuriger en minder geordend. Daarom moet je auto af en toe naar de garage, heeft je huis op gezette tijden een verfje nodig, bewaren we ons voedsel in een koelkast en moeten we onszelf voeden en soms bij de huisarts langs. Entropie wordt behandeld in aflevering 6 en 7 van het artikel ‘Energie – wat is het eigenlijk?’ in de rubriek Energie. Daar komt ook negatieve entropie (of negentropie) aan de orde. Zie in dit verband ook fotosynthese en planten. Entropie hoort als begrip bij de tweede hoofdwet van de thermodynamica. Zie het artikel ‘Biofysische grenzen: opgevoerde entropie’ en ook nog het begrip entropiesubsidie in aflevering 11 van het artikel ‘Energie, wat is dat eigenlijk?’, het principe van maximaal vermogen in aflevering 6 van het artikel ‘Grondstoffen’ en energiedichtheid in aflevering 5 van het artikel ‘Biofysische grenzen: opgevoerde entropie’.
De 21ste eeuw zal het verhaal zijn van dalende energiekwaliteit en stijgende energiekosten. We moeten ons voorbereiden op een leven op een veel lager energieniveau, waarbij we onze resterende laagentropische energie en hulpbronnen bewust inzetten voor de opbouw van een hernieuwbare infrastructuur en een samenleving die grotendeels is gebaseerd op ecosysteemstromen. Zie toekomstperspectief volgens Nate Hagens.
Lees over het verband tussen de tweede hoofdwet en entropie beslist ook entropie volgens Rees in zijn geheel. Zie verder Gaia en de energie en bio-economie.
Zoals het eerste artikel ‘Planten en boeren, met hun drang’ in de rubriek Ecologie begon met een aantal theoretische begrippen, zo eindigt het tweede artikel daar ook mee. In aflevering 23 gaat het over entropie en het leven als een zelfconstruerend proces. Alle levensvormen zetten wanorde (entropie) om in orde in een proces dat we kennen als metabolisme of stofwisseling. Het is dus een plaatselijke maas in de tweede hoofdwet, want organismen verhogen tegelijk de entropie in het universum als geheel. Dat alles is alleen mogelijk door het proces van fotosynthese. Hoe dat ooit zo begon wordt in deze aflevering ontleend aan het boek Het betekenisweb.
Op de verschillende schalen – van microscopische cellen tot organismen tot complete ecosystemen aan toe – zien we vergelijkbare principes. Elk organisme is een doelgericht, consistent en dynamisch patroon van energiestromen, dat zijn eigen rol speelt in het grotere drama van de opstand van het leven tegen de verpulverende kracht van entropie – op alle mogelijke fractale schalen.
Daar horen principes bij zoals overtolligheid, conservatisme, modulariteit, innovatie, wat weer coördinatie vergt. Dit komt aan de orde in aflevering 24 met een antwoord op de vraag hoe zulke onverzoenlijke tegenstellingen toch samen kunnen gaan. Er is integratie op en tussen alle schaalniveaus. Ecologen hebben daar de term evolueerheid voor bedacht: het vermogen van organismen om zich voortdurend aan te passen aan een veranderende omgeving.
Een volgend theoretisch begrip is de vierde wet van de thermodynamica die stelt dat niet-evenwicht systemen bewegen bij een maximaal vermogen (aflevering 25). Die wet luidt: ‘De evolutie verloopt in een zodanige richting dat de totale energieflux door het systeem het maximale niveau bereikt dat verenigbaar is met zijn beperkingen.’ Hierover gaan al twee artikelen op 4eco, geschreven door respectievelijk Alpha Lo en Charles Hall en Timothy McWirther. Natuurlijke selectie selecteert voor die organismen die evolueren om energie sneller door hun systeem te leiden. Deze selecteert ook op die dieren die de planten daarbij helpen. Op deze manier neigen ecosystemen naar een maximale energiestroom, een ander element van successie. Zie ook planten en boeren, het artikel in het kort.
