Μεταγνώσεις

«Ηταν οι καλύτερες μέρες, ήταν οι χειρότερες μέρες, ήταν τα χρόνια της σοφίας, ήταν τα χρόνια της άνοιας, ήταν η εποχή της πίστης, ήταν η εποχή της ολιγοπιστίας, η εποχή του Φωτός και η εποχή του Σκότους, ήταν η άνοιξη της ελπίδας και ήταν ο χειμώνας της απελπισίας, είχαμε μπρος μας τα πάντα, είχαμε μπρος μας το τίποτε, πηγαίναμε όλοι στον Παράδεισο, πηγαίναμε όλοι στο αντίθετό του»
Ch Dickens, A Tale of Two Cities

«Εσύ κι εγώ Ζόιντ, είμαστε σαν τον Μπιγκ Φουτ. Οι καιροί περνούν, εμείς ποτέ δεν αλλάζουμε…»
Τ Πύντσον, Vineland

«Οι άνθρωποι κάνουν την ίδια τους την Ιστορία, δεν την κάνουν όμως κάτω από ελεύθερες συνθήκες, που διάλεξαν μόνοι τους, μα κάτω από συνθήκες που βρέθηκαν άμεσα, που δόθηκαν και κληρονομήθηκαν από το παρελθόν.»
K Μαρξ, Η 18η Μπρυμαίρ του Λουδοβίκου Βοναπάρτη

«Αυτοί που ελέγχουν το Μικροσκοπικό, ελέγχουν τον κόσμο»
Τ Πύντσον,
Mason & Dixon

Παρασκευή, 12 Απριλίου 2013

Η Θερμοδυναμική του Έρωτα


Πολλές φορές, όταν δυο άνθρωποι ερωτεύονται, λέμε ότι είχανε «καλή χημεία» και γι’ αυτό ερωτεύτηκαν. Και είναι αλήθεια, ότι οι έννοιες και οι αρχές που χρησιμοποιεί η θερμοδυναμική για να εξηγήσει το αυθόρμητο ή μη των χημικών αντιδράσεων, μπορούν να εφαρμοστούν και στους διάφορους παράγοντες που καθορίζουν την επιτυχία ή μη των ανθρώπινων σχέσεων. 

 Για να το δούμε, ας θεωρήσουμε τη χημική αντίδραση μεταξύ των στοιχείων Α (άνδρας) και Γ (γυναίκα) που συνδυαζόμενα μας δίνουν την ένωση Α-Γ (ζεύγος). Οι χημικοί, για να προβλέψουν την πιθανότητα μιας χημικής αντίδρασης να λάβει χώρα προς τη δεξιά κατεύθυνση (στην περίπτωση μας, προς το Α-Γ), φτιάχνουν κάποια απλά διαγράμματα που απεικονίζουν ενεργειακές καταστάσεις:



Ο άξονας y αναπαριστά τη θερμοδυναμική συνάρτηση που ονομάζεται ελεύθερη ενέργεια (G) (όχι ελεύθερος έρωτας) και ο άξονας x την έκταση της αντίδρασης στη διάρκεια του χρόνου. Τα μεμονωμένα στοιχεία που έχουν μεγάλη ελεύθερη ενέργεια έχουν την τάση να αντιδρούν ενώ αυτά που έχουν μικρή ελεύθερη ενέργεια έχουν την τάση να παραμένουν σταθερά.

Έτσι, σε μια χημική αντίδραση κατά την οποία η G μειώνεται ευνοείται ο σχηματισμός των προϊόντων αφού αυτά θα έχουν μικρότερη G και θα είναι πιο σταθερά. Στην αντίθετη περίπτωση, δηλ., όταν η G αυξάνεται, δεν ευνοείται ο σχηματισμός των προϊόντων.

Μπορούμε να εφαρμόσουμε αυτές τις αρχές στη θεωρητική μας αντίδραση A+Γ για να δούμε αν η θερμοδυναμική ευνοεί τα μπακούρια ή το ζευγάρωμα. 



Η πιθανότητα ζευγαρώματος εξαρτάται εν μέρει από τη σχετική σταθερότητα του ζευγαριού σχετικά με αυτήν των αρχικών αντιδρώντων Α και Γ.

Αν η καμπύλη έχει τη μορφή του πρώτου διαγράμματος, τότε οι πιθανότητες επιτυχίας του ζευγαρώματος είναι πολλές και καλές. Αν, αντίθετα, έχει τη μορφή του κάτω διαγράμματος, τότε οι πιθανότητες είναι με το μέρος της μπακουροκατάστασης. Έτσι, η ελεύθερη ενέργεια G μπορεί να ειδωθεί ως μέτρο του πόσο προσηλωμένο είναι ένα πρόσωπο στη ρομαντική του κατάσταση (δηλ., μπακούρι ή μέρος ενός ζεύγους).

Αν κάποιος βρίσκεται σε κατάσταση μεγάλης ελεύθερης ενέργειας (πχ, σε κατάσταση έντονου στρες), το πιθανότερο είναι να μην συνεχίσει για πολύ καιρό σε αυτήν την κατάσταση αφού θα προσπαθήσει να αναζητήσει την ηρεμία και ευτυχία είτε φτιάχνοντας μια σχέση (αντίδραση προς τα δεξιά), είτε διαλύοντας μια σχέση (αντίδραση προς τα αριστερά). 


 Mια πιο προσεκτική εξέταση των διαγραμμάτων δείχνει κάποια ενδιάμεσα «βουναλάκια» στις δυο καμπύλες. Οι χημικοί ονομάζουν τα βουναλάκια αυτά «ενέργειες ενεργοποίησης» και όχι «βουναλάκια ενεργοποίησης», μάλλον για να μην έρχονται στο μυαλό άλλα, λιγότερο επιστημονικά, σημαινόμενα. 

Η ενέργεια ενεργοποίησης ορίζεται ως η ελάχιστη ενέργεια που απαιτείται για να ξεκινήσει μια χημική αντίδραση. Αν δεν υπήρχε αυτή η ενέργεια, τότε όλες οι αντιδράσεις που δίνουν προϊόντα σταθερότερα από τα αντιδρώντα θα πραγματοποιούνταν στη στιγμή. Αντιθέτως, αν και τα αντιδρώντα σώματα μιας αντίδρασης μπορεί να είναι πολύ λιγότερο σταθερά από τα προϊόντα, μια ενέργεια ενεργοποίησης με μεγάλη τιμή μπορεί να εξαναγκάσει μια αντίδραση να πάρει πολύ χρόνο έως ότου πραγματοποιηθεί. 

Ωστόσο, ακόμη και μια πολύ μικρή ενέργεια ενεργοποίησης δεν μπορεί να οδηγήσει σε προϊόντα αν τα τελευταία έχουν μεγαλύτερη ελεύθερη ενέργεια G από τα αντιδρώντα.

Αν και μερικοί άνθρωποι φαίνεται ότι είναι πιο επιρρεπείς στο ρομάντζο και τον έρωτα από άλλους, τα ζευγαρώματα δε γίνονται μέσα σε μια νύχτα. Ακόμη κι αν δυο εραστές είναι προορισμένοι να μείνουν για πάντα μαζί, υπάρχει μια περίοδος μέσα στην οποία πρέπει να υπερβούν την αυτοσυνείδησή τους και να γνωρίσουν ο ένας τον άλλον. Αυτή η «ενέργεια ενεργοποίησης» μπορεί να είναι μεγάλη ή μικρή ανάλογα με το πόσο ανοιχτοί και δεκτικοί είναι, άντρας και γυναίκα, ο ένας στον άλλον στην αρχή της γνωριμίας.


Ωστόσο, όπως και στη χημεία, η ύπαρξη μεγάλης ενέργειας ενεργοποίησης στις ανθρώπινες σχέσεις δεν είναι απαγορευτική προς το σχηματισμό μιας πολύ σταθερής σχέσης. Πράγματι, ένας άντρας και μια γυναίκα που δαπανούν πολύ χρόνο στο να γνωρίσουν καλύτερα ο ένας τον άλλον, πιθανότατα θα φτιάξουν μια πολύ σταθερή σχέση. Κοιτώντας στο πάνω διάγραμμα βλέπουμε ότι μια χημική αντίδραση με μεγάλη ενέργεια ενεργοποίησης για την προς τα δεξιά κατεύθυνση, έχει ακόμη μεγαλύτερη ενέργεια ενεργοποίησης για την αντίθετη (προς τα αριστερά) κατεύθυνση, δηλαδή τη διάσπαση (χωρισμό) των προϊόντων (του ζευγαριού) σε διακριτά αντιδρώντα (άντρα και γυναίκα).

Περαιτέρω, στα χημικά συστήματα συχνά προστίθενται καταλύτες που μικραίνουν την ενέργεια ενεργοποίησης και διευκολύνουν την αντίδραση. Ενώ οι χημικοί δεν έχουν καταφέρει ακόμη να φτιάξουν ένα πραγματικό αφροδισιακό (παρόλο που εργάζονται σκληρά προς αυτήν την κατεύθυνση καθότι αποτελεί την μοναδική τους ευκαιρία να βρουν γκόμενα/ο), ο καθένας γνωρίζει ότι υπάρχουν συγκεκριμένοι καταλύτες που μπορούν να επιταχύνουν την ανάπτυξη των ανθρώπινων σχέσεων. 


Οι χημικοί έχουν ακόμη αναλύσει τους παράγοντες που οδηγούν σε μια μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας ΔG για οποιαδήποτε αντίδραση:

ΔG=ΔH-TΔS όπου ΔΗ η μεταβολή της ενθαλπίας (της εσωτερικής θερμότητας) του συστήματος, Τ η θερμοκρασία στην οποία λαμβάνει χώρα η αντίδραση και ΔS η μεταβολή της εντροπίας του συστήματος. Η μεταβολή της ενθαλπίας μπορεί να γίνει κατανοητή ως η εσωτερική ενέργεια που απελευθερώνεται από τα αντιδρώντα και προσλαμβάνεται από τα προϊόντα κατά το σχηματισμό τους: μια θετική μεταβολή σημαίνει ότι χρειάστηκε να προστεθεί ενέργεια από μια εξωτερική πηγή, ενώ μια αρνητική μεταβολή ότι ενέργεια απελευθερώθηκε από την αντίδραση. 




Η μεταβολή της εντροπίας εκφράζει το βαθμό κατά τον οποίο μεταβάλλεται η τάξη του συστήματος στην πάροδο του χρόνου, με την αταξία να ευνοείται έναντι της τάξης. Έτσι, μια θετική μεταβολή της εντροπίας σημαίνει ότι ευνοείται η κίνηση προς τη μη δομημένη κατάσταση (διακριτά αντιδρώντα) ενώ μια αρνητική μεταβολή της σημαίνει ότι ευνοείται η κίνηση προς τη δομημένη κατάσταση (προϊόντα).

Ωστόσο, προκύπτει σύγκρουση συμφερόντων. Μια ματιά την παραπάνω εξίσωση μας λέει ότι ενώ μια αντίδραση κατά την οποία απελευθερώνεται θερμότητα (-ΔΗ) θα οδηγήσει σε αρνητική μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας (-ΔG), μια αντίδραση η οποία οδηγεί σε προϊόντα πιο δομημένα από τα αντιδρώντα θα δώσει αρνητική μεταβολή της εντροπίας (-ΔS), οδηγώντας σε αύξηση της ΔG. Αυτός ο καβγάς μεταξύ των θερμοδυναμικών μεταβλητών βρίσκει άμεση εφαρμογή στο σύστημα «ζευγάρι άντρας – γυναίκα». Δηλαδή, όταν ένας άντρας και μια γυναίκα ερωτεύονται, μεγάλη ποσότητα «θερμότητας» απελευθερώνεται με τη μορφή αμοιβαίου πάθους.

Και όσο περισσότερο παθιασμένη η σχέση, όσο μεγαλύτερη η καύλα, όσο περισσότερη η αγάπη, τόσο περισσότερη θερμότητα απελευθερώνεται – όσο πιο μεγάλη αρνητική η μεταβολή της ενθαλπίας, τόσο πιο αρνητική μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας και τόσο πιο σταθερή η σχέση.


Στη χημεία όπως και στη ζωή, υπάρχει μια φυσική τάση προς την αταξία (γνωστή και ως 2ος Νόμος της Θερμοδυναμικής). Οι άνθρωποι έχουν μια φυσική τάση να φροντίζουν τους εαυτούς τους και να ακολουθούν τα δικά τους, ανεξάρτητα, ενδιαφέροντα. Το να ζείς ή απλά να συγκατοικείς με κάποιον άλλον για μεγάλο χρονικό διάστημα τεστάρει τη θέλησή σου να θυσιάσεις τις επιθυμίες σου για το καλό μιας δομής, της σχέσης σου.

Και εδώ μπαίνει στο παιχνίδι η αρνητική μεταβολή της εντροπίας: το να είσαι σε μια σχέση σημαίνει απλά ότι δεν μπορείς να κάνεις όλη την ώρα ότι θέλεις, αυξάνοντας έτσι την τάξη στη ζωή σου. Και η αύξηση αυτή της τάξης μπορεί να βάλει σε δοκιμασίες ένα χημικό προϊόν ή μια ερωτική σχέση αφού οδηγεί σε αυξημένη ελεύθερη ενέργεια και μεγαλύτερες πιθανότητες διάσπασης (χωρισμού).

Το πάθος του έρωτα και η επιθυμία του να κάνεις ότι γουστάρεις συγκρούονται πολύ συχνά, όπως ακριβώς η μεταβολή της εντροπία και της ενθαλπίας σε εξώθερμη αντίδραση, όπως αυτή της ιστορίας μας:

Α+Γ<---->Α-Γ

Ακόμη και η θερμοκρασία, που είναι ένας εξωτερικός παράγοντας σε μια αντίδραση, έχει το μερίδιο της στο καλιμπράρισμα των ανθρώπινων σχέσεων.

Η μεταβλητή Τ στην παραπάνω εξίσωση της ελεύθερης ενέργειας μπορεί να θεωρηθεί ως ο περιβαλλοντικός παράγοντας που υπεισέρχεται σε μια ερωτική σχέση. Εργασιακό άγχος, έλλειψη χρημάτων, αυστηροί γονείς – όλα αυτά είναι παραδείγματα προβλημάτων που αυξάνουν την θερμότητα στη ζωή μας και επιβαρύνουν μια ήδη βλαβερή αρνητική εντροπία (π.χ., μεγαλύτερη αταξία). 

Ένα χαλαρό στυλ ζωής επιτρέπει τους εραστές να απολαμβάνουν ο ένας τον άλλον. Μια ζωή χαμηλών θερμοκρασιών μετριάζει τις επιπλοκές που προκαλεί η εντροπία και απελευθερώνει τόση ελεύθερη ενέργεια όσο χρειάζεται ένα ζευγάρι για να απολαμβάνει τη βέλτιστη δυνατή σταθερότητα.

Η ομορφιά αυτού του θερμοδυναμικού-ερωτικού μοντέλου έγκειται στο ότι τα διαγράμματα που το περιγράφουν δεν αναφέρονται σε μονόδρομες, στατικές αντιδράσεις αλλά σε συστήματα στα οποία τα αντιδρώντα (άντρας και γυναίκα) βρίσκονται σε δυναμική ισορροπία με τα προϊόντα (ζευγάρι). Κι όπως γνωρίζει όποιος ερωτεύτηκε κάποτε, οι ερωτικές σχέσεις είναι εξίσου δυναμικά συστήματα. Το να είσαι ζευγάρι με κάποιον, σημαίνει ότι είσαι στα μέλια το 1% του χρόνου. Ακόμη κι θερμότεροι εραστές καυγαδίζουν και έχουν διαφορετικές απόψεις στο ίδιο θέμα. Κατά παρόμοιο τρόπο, και η πιο σταθερή χημική ουσία ήταν για κάποιο διάστημα στην πρωταρχική της κατάσταση, δυο διακριτά αντιδρώντα σώματα.

Αν η αντίδραση Α+Γ <---->Α-Γ μας έχει πολύ αρνητική ελεύθερη ενέργεια, τότε το σύστημα θα περάσει το μεγαλύτερο χρόνο της ζωής του ενωμένο ως Α-Γ. Κάθε τάση για μετατόπιση της ισορροπίας προς την αντίθετη κατεύθυνση, αν και αναπόφευκτη, θα εξισορροπείται από την μεγάλη σταθερότητα του δεσμού Α-Γ.



ΥΓ (για τους/τις χημικούς) 




Πηγή:

Hwang, David. (2001). "The Thermodynamics of Love" (PDF), Journal of Hybrid Vigor, Issue 1, Emory University.








































Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου