آنتروپی اصطلاحی مبهم و در عین حال قدرتمند است که اساس بسیاری از ایده‌های کلیدی در ترمودینامیک و نظریه اطلاعات را تشکیل می‌دهد.

 نخستین بار، این اصطلاح توسط فیزیکدانان در قرن نوزده شناسایی شد و به عنوان یک اصل راهنما برای بسیاری از فناوری‌های بنیادین در انقلاب صنعتی عمل کرد. علاوه بر این، می توان گفت که با انتشار نظریه ارتباطات شانون (Shannon's Theory of Communication)، آنتروپی به ظهور عصر اطلاعات نیز کمک شایانی کرد.

برای درک بهتر آنتروپی، تفسیر آن را در علوم فیزیکی بررسی می‌کنیم. بر اساس قانون اول ترمودینامیک، در هر سیستم بسته، انرژی نه ایجاد می‌شود و نه از بین می‌رود. قانون دوم که به نام قانون آنتروپی نیز شناخته می شود، بیان می‌کند که در یک سیستم باز، انرژی همیشه از غلظت بالاتر به غلظت پایین تر جریان می‌یابد تا به تعادل ترمودینامیکی برسد.

اما این در عمل به چه معناست؟

 این بدان معناست که زمانی که یخ نوشیدنی شما با گذشت زمان آب می‌شود، سرانجام فنجان قهوه شما سرد می‌شود یا زمانی که جسمی در آتش قرار می‌گیرد، به دلیل انتقال انرژی از شعله به مولکول‌های آن، دمای جسم بالا می‌رود و گرم می‌شود اما پس از جدا شدن از آتش، جسم سرد می‌شود و انرژی آن به محیط منتقل و به عبارتی انرژی در سراسر محیط توزیع می‌شود. می توان گفت، انرژی همیشه در مسیر تعادل در حرکت است.  

اصطلاح آنتروپی به وضعیت بی‌نظمی در یک سیستم معین اشاره می‌کند. انرژی به شکل متمرکز و قابل استفاده، منظم در نظر گرفته می‌شود، در حالی که انرژی به شکل توزیع شده و غیرقابل دسترس بی‌نظم است.

می توان نتیجه گرفت که آنتروپی تنها در یک جهت حرکت می‌کند و آن به سوی اعتدال است، مگر اینکه نیرویی خارج از سیستم بر آن اثر کند، که در این صورت، نیروهای خارجی مانند سیستم‌های‌ بیولوژیکی تنها به صورت موقت قادر خواهند بود روند آنتروپی را معکوس کنند و در نهایت از بین می‌روند و تعادل برقرار می‌شود.

هر گیاه یا حیوان یک سیستم انرژی پیچیده است که با خنثی کردن فرآیند آنتروپیک و جمع‌آوری انرژی موجود در محیط و سپس با دور کردن مواد نامفید زنده می‌ماند. اما گذر انرژی در یک سیستم زنده، در نهایت ساختار را  تخریب می‌کند و باعث می‌شود که به سوی مرگ منتهی شود. در نتیجه، پایان انرژی، منجر به تجزیه و پراکندگی انرژی در محیط می‌شود و این چیزی نیست جز تعادل ترمودینامیکی.  

منبع: https://towardsdatascience.com

ترجمه: دل آرام قلع ریز

انتهای پیام