The Failures of Mathematical Anti-Evolutionism

(Lloyd 2012, 30)
It is very faint praise to say of a physical process that it is
consistent with the second law, and this helps us to analyze Sewell’s
example of scrap metal turning into computers. This scenario is so far
removed from the sorts of systems to which thermodynamics applies
that it is unclear how to analyze it in terms relevant to the second
law. If Sewell wants to provide a reversible process through which
scrap metal assembles itself into computers, then we can revisit the
question at that time. The statistical understanding of entropy is
likewise unhelpful here. With energy entering the system, statistical
mechanics has nothing to say about the forms into which matter
will rearrange itself. Of course, we can reply in the same way to the
example of a room cleaning itself.
The point is that our judgments about what will or will not
happen when energy is added to a system have very little to do with
abstract principles of thermodynamics. Instead, we have to make
those judgments on a case by case basis depending on the specific
nature of the system under consideration. It is obvious that sunlight

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258 7 thermodynamics
will not cause scrap metal to assemble itself into computers, not
because of anything we know from thermodynamics, but because we
know that nothing much happens, either chemically or mechanically,
when sunlight shines on metal. On the other hand, we might consider
it equally obvious that sunlight will fuel the chemical reactions that
allow a plant to grow and thrive, again not because of thermodynam-
ics, but because we understand a great deal about biochemistry and
plant physiology.
Let us now consider what Sewell says about the “compensa-
tion” argument. His assertion that “an extremely improbable event
is not rendered less improbable simply by the occurrence of compen-
sating events elsewhere,” is difficult to understand. Surely it depends
on the nature of the events in question. The chemical reactions that
drive photosynthesis are unlikely to happen if a plant is enclosed in
an opaque box. If that box is suddenly open to the sun, then those
reactions become very probable.
Simple examples like this make it hard to understand pre-
cisely what Sewell thinks is “illogical” about the notion of entropy
decreases in one part of a system being compensated for by entropy
increases elsewhere. After all, what Sewell derides as “the compensa-
tion argument” is, for physicists, just an immediate and straightfor-
ward consequence of what the second law asserts.
The basis for Sewell’s complaint about compensation appears to
be his conviction that the entropy referred to in the second law can be
usefully partitioned into many different types of entropy. He writes:
[I]f we define “X-entropy” to be the entropy associated with any
diffusing component X (for example, X might be heat), and, since
entropy measures disorder, “X-order” to be the negative of
X-entropy, a closer look at the equations for entropy change shows
that they not only say that the X-order cannot increase in an
isolated system, but that they also say that in a non-isolated
system the X-order cannot increase faster than it is imported
through the boundary.
(Sewell 2013a, 168)

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7.10 reviving the second law argument 259
This is hard to parse, and his maddeningly vague writing throughout
the paper does little to clarify matters, but his basic point appears to
be something like this: The thermal entropy referenced in the second
law is just one instance of a more general phenomenon. There are
actually many types of entropy, and it does not make sense to say
that a decrease in one sort of entropy can be compensated for by an
increase in some other sort of entropy. The thermal energy imported
from the sun does nothing to help explain how the entropy decrease
due to evolution is possible.
Understood in this way, the argument has two parts:
1. The entropy involved in the second law can be usefully partitioned into
different types of entropy, and decreases in one type of entropy cannot be
compensated for by increases in other types of entropy.
2. Evolutionary theory really does contradict the second law because an
influx of “thermal order” cannot compensate for the entropy decrease due
to evolution.
Now, several times in this book I have suggested that certain
bold claims made by anti-evolutionists ought to trigger whatever
skeptical impulses you possess. This is another of those times. The
physics underlying the second law has been well understood for close
to two centuries, and it is laid out with clarity and mathematical
precision in any of the numerous textbooks on the subject. If someone
tells you they have discovered a heretofore unnoticed aspect of the
second law, and further claims that they can explain it in a few pages
of mostly nontechnical writing, then you should suspect not that you
are witnessing a revolution in physics, but simply that this person is
in some way confused.
Let us start with the first point. The entropy referred to in
the second law is a precisely defined quantity – essentially it is heat
divided by temperature. The mathematical derivation of the second
law is based on this definition. You are welcome to analyze other
components of a system in terms that are reminiscent of how the
second law treats entropy, you can make whatever definitions you

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260 7 thermodynamics
want, and you are free to refer to things other than heat divided by
temperature as an entropy of some sort. But in that case, whatever
you are doing has nothing to do with the second law. Bob Lloyd,
in the aforementioned discussion of Sewell’s argument, makes the
salient point. Referring to a specific example in which Sewell defined
something called the “carbon entropy,” Lloyd writes:
The assumption that the various components of the total entropy
can be treated independently has been imposed arbitrarily,
without justification. In a block of steel the “thermal entropy”
and the “carbon entropy” interact to give one observable quantity,
the entropy; similar statements apply to any system. For any