ENTROPIA
Entropia on yleisesti ottaen ”epäjärjestyksen” mitta. Se ei sinänsä ole ihan hyvä määritelmä, mutta näin se yleensä määritellään. Konkreettisempi määritelmä olisi:
#color(blue)(DeltaS = int1/T delq_”rev”)#
jossa:
- #q_”rev ”# on palautuva (ts. tehokkain) lämpövirta
- #T# on lämpötila
- #S# on entropia
Lämpövirta #del# merkitsee, että lämpövirta ei ole tilafunktio (polusta riippumaton), vaan polusta(-riippuvainen) funktio. Entropia sen sijaan on polusta riippumaton funktio.
KAOSTEORIA
Kaaosteoria periaatteessa väittää, että systeemi, jossa systeemin tulevien tilojen synnyttämiseen ei liity satunnaisuutta, voi silti olla arvaamaton. Meidän ei tarvitse mennä määrittelemään, mikä tekee kaoottisesta systeemistä kaoottisen, koska se on aivan kysymyksen ulkopuolella.
Esimerkki kaoottisesta systeemistä on se, kun tietokoneohjelmoinnissa työskennellään sellaisten lukujen kanssa, jotka ovat lähellä konetarkkuutta (periaatteessa aivan liian pienen tarkkuuden rajamailla); niitä on äärimmäisen vaikea pitää täysin muuttumattomina, vaikka yritettäisiinkin vain tulostaa tietty pieni luku (vaikkapa lähelle #10^(-16)#:aa 64-bittisellä linuxilla).
Jos siis yrität tulostaa #5.238594749383857347xx10^(-16)# useita kertoja, saatat saada:
- #2.7634757416249547xx10^(-16)#
- #9.6239678259758971xx10^(-16)#
- #7.2345079403769486xx10^(-16)#
…etc. Tämä tekee tästä kaoottisesta systeemistä arvaamattoman; odotat #5.2385947493857347xx10^(-16)#, mutta et luultavasti saa sitä miljoonalla yrityksellä.
CHAOS TEORIA VS. ENTROPIA
Keskeisesti kaaosteorian peruslähtökohta, joka liittyy entropiaan, on ajatus siitä, että systeemi kallistuu kohti ”epäjärjestystä”, eli jotakin sellaista, joka on arvaamatonta. (Se EI ole termodynamiikan toinen laki.)
Tämä viittaa siihen, että maailmankaikkeus on kaoottinen systeemi.
Jos pudotat joukon ei-tarttuvia palloja maahan, et voi taata, että ne pysyvät kasassa JA putoavat joka kerta täsmälleen samaan paikkaan JA pysyvät paikoillaan putoamisen jälkeen. On entrooppisesti suotuisaa, että ne eroavat toisistaan ja hajoavat maahan osuessaan.
Tämä tarkoittaa, että et voi ennustaa tarkalleen, miten ne putoavat.
Vaikka saisitkin ne pysymään kiinni toisissaan, pallojen systeemin entropia väheni jo pelkästään siitä, että ne putosivat ja muuttuivat ihmisen systeemistä erilliseksi systeemiksi, ja ihmisen systeemin entropia on vähentynyt, kun pallot lähtivät hänen käsistään.
Vähemmän mikrotiloja systeemin käytettävissä = pienempi entropia systeemille.
Lisäksi maailmankaikkeuden entropia on nyt kasvanut, koska tarkasteltujen systeemien määrä on kaksinkertaistunut (sinä + pallot). Se huomioidaan aina jollakin tavalla, jotenkin.
MITEN ENTROPIA VOI SITTEN OLLA TILAFUNKTIO, JOS SE SEURAA KAAOSTEORIAA?
On jo aiemmin todistettu, että entropia on tilafunktio.
Tämähän tarkoittaa sitä, että pystymme määrittelemään alku- ja lopputilan murehtimatta polkua, jota käytimme sinne pääsemiseksi. Tämä on lohdullista, koska kaoottisessa systeemissä emme voi välttämättä ennustaa lopputilaa.
Mutta jos tiedämme jo lopputilan, johon haluamme päästä (eli valitsemme sen itse), entropian tilafunktion ominaisuus antaa meille mahdollisuuden olettaa, että käyttämällämme polulla ei ole väliä, kunhan se tuottaa juuri haluamamme lopputilan.
Lopputilan tietäminen etukäteen ohittaa kaaosteorian peruslähtökohdat.