Skip to content Skip to footer
Энтропия: Или почему сложность материи постоянно возрастает

Энтропия в массовом сознании неотделима от мифа, опирающегося на ряд фундаментальных архетипов бессознательного и занимающего в коллективном бессознательном заметное место. Согласно оному, мир находится в состоянии непрерывной деградации — сложные и совершенные структуры разрушаются, обратный же процесс самопроизвольного перехода от простого к сложному невозможен. Это древний миф, появившийся за много тысячелетий до изобретения термина «энтропия». Восходит он к древнейшей форме верований — культу предков. Каковой обретал смысл лишь в условиях регресса, когда каждое следующее поколение уступает предыдущему… то есть, если зимы раньше были холоднее, девицы скромнее, конфеты вкуснее, и вообще при Сталине порядок был, вот что!

Любопытно, что современные мифы о топтавших некогда Землю великанах, и о додревних цивилизациях, являются частными случаями проникшей в сознание людей ещё в палеолите концепции регресса. Современный же человек от пещерного жителя отличается лишь некоторой наукозависимостью. Ибо строит он свои представления о мире уже не на основе преданий старины, а на основе точных научных данных, подтверждающих, что в преданиях всё чистая правда. Обычно, это данные «альтернативной» науки, но и официальная тоже годится, если подтвердит что нужно.

Энтропия, которая растёт, всем авторитетом физики подтверждая сползание мира в бездну хаоса, тоже часть этой концепции. Физика, вместе со всем своим авторитетом, правда, не в курсе дела. У физики совсем другая энтропия. Какая именно, можно узнать из формулы на картинке:

Энтропия: Или почему сложность материи постоянно возрастает

…Слева тут изменение энтропии, справа же — вверху изменение теплоты, а ниже температура. Если кто-то пожелает найти в данной формуле «простоту», «сложность», «порядок» и «хаос», то флаг ему в руки, барабан на шею. Юмор ситуации в том, что термодинамическая энтропия «мерой беспорядка» быть просто не может, поскольку физика вообще не оперирует такими понятиями, как «сложность» и «порядок».

Энтропия — мера рассеяния энергии. Всё что о ней знать нужно, сообщается к коротенькой главе школьного учебника средних классов. Которую можно со спокойной совестью после прочтения сразу забыть, так как это синтетическая сущность, на практике изредка используемая в очень узких областях физики для удобства вычислений.

Важным для понимания, однако, является следующий факт: сама по себе энтропия, в отличие, например, от энергии, физического смысла не имеет. Совсем. По-этому в формуле фигурирует не энтропия, а её изменение. Поскольку именно оно определяет вероятность и направление протекания физических процессов. То есть, более вероятно, что обладающее высокой энергией тело поделится ею с телами, обладающими меньшей энергией. Наоборот тоже можно, но это менее вероятно.

Энтропия, таким образом, работает лишь статистически. Возрастание её обязательно только в среднем и только для закрытых систем. То есть, для вселенной в целом, но не для любой из частей вселенной. И антиэнтропийные процессы отнюдь не запрещены. Когда несколько частиц передают свою энергию одной, которая в результате становится очень «горячей» — это совершенно нормально. Маловероятно, да. Но достаточно вероятно, для того чтобы благодаря кумулятивным эффектам в недрах звёзд протекали термоядерные реакции. Хотя формально там температура — мера средней кинетической энергии частиц — недостаточна для преодоления потенциального барьера. Но — средней же. В силу тех же кумулятивных эффектов планеты постепенно теряют атмосферу. Несколько молекул, вдруг, могут в складчину нагреть одну молекулу до достижения ею космической скорости.

Столь же обычны и процессы лишь кажущиеся антиэнтропийными. Например, если банку с газом открыть в космическом вакууме, газ же улетучится, и никогда назад не соберётся… Правда? Нет. Результат эксперимента зависит от соотношения температуры и массы газа. Облако стремится расшириться под действием внутреннего давления и сжаться под действием тяготения частиц к общему центру масс. Одна из сил возобладает. И энтропия возрастёт в обоих случаях.

Наконец, стоит вернуться к самому важному. Энтропия ни в каком смысле, ни в каких проявлениях, ни прямо, ни косвенно с со сложностью и порядком не пересекается. Столь яркое и очевидное рождение строгого порядка, как образование снежинки из хаотически мечущихся молекул водяного пара, происходит в результате охлаждения пара, то есть, того самого «рассеяния энергии», мерой которого является энтропия. Энтропия радостно растёт в процессах полимеризации. Например, при синтезе ДНК.

Внезапно, и теплокровное животное на снегу ни разу не является чем-то антиэнтропийным. Энергия его согревающая вовсе не переходит от менее нагретых тел (что только и позволило бы притянуть термодинамическую энтропию к вопросу), а извлекается в результате протекания окислительных реакций в организме… То есть, открытые и закрытые системы (в открытых энтропия, вроде как, расти не обязана) в данном случае не имеют отношения к делу, а если и упоминаются в связи с биогенными процессами, то лишь из желания хоть как-то примирить миф о связи энтропии и сложности с наблюдаемой реальностью. Реальность же такова, что данный случай просто вне компетенции термодинамики.

И да. Мой любимый пример. Самой распространённой реакцией в распадающейся вселенной, в которой невозможно самопроизвольное усложнение, является синтез гелия из водорода. Синтез более тяжелых элементов из гелия — менее вероятны. Распад — не рассматривается, так как ведущие к упрощению структуры материи реакции ввиду их фантастической редкости не могут считаться вероятными.

Новые публикации также можно увидеть на Дзен-канале

Подписаться
Уведомить о
guest
11 комментариев
Старые
Новые Популярные
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
Алексей
Алексей
3 месяцев назад

А вот сейчас обидно было )))

Я очень часто пользовался выражением «Прекрати увеличивать энтропию!», когда кто-то суетился или делал что-то бестолковое. Для меня это выражение равносильно «Сначала подумай, потом делай». Но я всегда рассматривал даже «локальную» энтропию именно как часть замкнутой энтропии всей вселенной. Всегда считал, что она только в одну сторону работает. Как с лотереей или казино: если вероятность выиграть 0.9, значит, в среднем, никто никогда не выиграет, счастливчиков не будет! Но это не так. В среднем по больнице — все здоровы. И покойники в морге, и больные с температурой «сорок» — в среднем 36.6. Но ведь так нельзя! Ни с лотереями, ни с больными, ни с энтропией!!!

В открыли мне глаза.

Я теперь понимаю, что пока есть энергия, система может самоусложняться.

Только про теплокровное животное не понял. Процесс выделения тепла при окислении — это ли не энтропия? Как и отдача тепла от животного в окружающий снег. В конечном итоге, если система замкнута и мала, то животное умрёт от переохлаждения.

Сергей
Сергей
2 месяцев назад

Мое образование по физике закончилось давно. Так что если что меня поправят).
Все выше сказанное вроде бы верно, но насколько я помню энтропия вроде бы пропорциональна числу микро состояний в системе. Поэтому таки можно говорить о том что все твердое и упорядоченное стремиться стать газообразным и хаотичным.
Про полимеризацию и энтропию точно говорить не возьмусь хотя мне кажется что тут происходит что то похожее со стаканом воды в холодильнике. Когда вода замерзла энтропия системы из стакана с водой уменьшилась, а вот энтропия системы состоящей и комнаты с этим холодильником и (для определенности) аккумулятором от которого этот холодильник работал возрасла.
Так что когда нибудь вся энергия вселенной распределиться равномерно и места для существования неравновесных систем не останется. Махапралая, мы все умрем, но это не скоро… и неточно).

Сергей
Сергей
2 месяцев назад
Ответить на  Игорь Край

Ой все на этом можно закончить. Обычной логики тут явно недостаточно. Тут уже нужна физика. После большого взрыва характерные плотности и температуры вроде были другими чем в современной вселенной. Говорить что там был хаос, то есть что число возможных состояний системы было выше чем сейчас… ну не знаю, а вы сами в этом уверенны? По погоду твердым и газообразным это больше в шутку, тут наверное будет зависеть от средней плотности энергии во вселенной и к чему мы придем наверняка много от чего зависит, ну там сожмется все в конце или расширится). А вот то что мы неравновесная система и увеличение энтропии системы путем приведения ее к термодинамическому равновесию пагубно сказывается на здоровье вроде бы правда. А так как к этому самому равновесию стремятся замкнутые системы то вполне вероятно что впереди нас не ждет светлое будущее. В целом если энтропия замкнутой системы достигает максимально возможного состояния то система переходит к термодинамическому равновесию и жизнь внутри такой системы вроде бы как невозможна. То есть увеличение энтропии для живого существа все таки не полезно.
Так что древние провидцы прозрели истину просто выразить ее смогли только тем языком который был понятен людям того времени (это написано только чтобы позлить позитивистов если они тут есть). На очень длинной перспективе жизни будет все сложнее выживать).

Сергей
Сергей
2 месяцев назад
Ответить на  Игорь Край

Ну вообще да отражены. Стремления к термодинамическому равновесию. Переход тела живого существа к термодинамическому равновесию однозначно приводит к смерти этого тела.

Сергей
Сергей
2 месяцев назад
Ответить на  Игорь Край

Ладно, в целом ваше дело что считать и как. Утверждение что увеличение энтропии в замкнутой системе делает ее все менее пригодной для жизни вроде бы верно. Если вы с ним не согласны, напишите почему. Мне самому интересно.

Сергей
Сергей
2 месяцев назад
Ответить на  Игорь Край

Та-рам-там-там. А вы где это прочитали? Про то что поглощение выделение энергии внутри тоже считается. Для замкнутой, а если быть точным изолированной термодинамической системы накладываются только ограничения на обмен энергией и веществом с внешней средой. И химические реакции внутри нее идти могут. И эти реакции не делают ее открытой. Если я что то плохо помню или определения в физике поменялись можете сбросить ссылки?
А то я сейчас все больше медитацией и самопознанием занимаюсь, всякие ненужные вещи забываются. Вы наверняка знаете лучше.