Энтропия: мера нашего незнания

Энтропия, изначально введенная для описания неэффективности тепловых машин, сейчас понимается как мера нашего незнания о микроскопических состояниях системы. Эта концепция, объединившая термодинамику, теорию информации и квантовую механику, показывает, что энтропия не является внутренним свойством системы, а скорее отражает субъективное ограничение наблюдателя на получение информации об этой системе. Таким образом, возрастание энтропии связано с потерей информации, а не с увеличением беспорядка как такового.
Энтропия: мера нашего незнания
Изображение носит иллюстративный характер

Субъективность энтропии проявляется в том, что количество полезной работы, которую мы можем извлечь из системы, зависит от того, сколько информации о микросостоянии нам известно. Например, смешение двух газов увеличивает энтропию, только если наблюдатель может их различить. Это понимание вынуждает пересмотреть цель науки как описание личного опыта, а не объективной реальности. Иллюстрацией служит мысленный эксперимент с демоном Максвелла и частицей в ящике, который показывает, что для работы демону необходима информация о местоположении частицы.

Новое понимание энтропии привело к разработке информационных двигателей, которые работают, используя информацию как физический ресурс. Однако даже они не могут полностью обойти второй закон термодинамики, поскольку получение и хранение информации также требуют затрат энергии. Исследования на квантовом уровне показывают, что в таких малых масштабах энтропия может проявлять себя необычно, и это открывает перспективы для создания более эффективных энергетических технологий и углубления понимания обработки информации в биологических системах, например, мозге.


Новое на сайте

19857Острова как политический побег: от Атлантиды до плавучих государств Питера Тиля 19856Яйца, которые спасли предков млекопитающих от худшего апокалипсиса на Земле? 19855Могут ли омары чувствовать боль, и почему учёные требуют запретить варить их живыми? 19854Премия в $3 млн за первое CRISPR-лечение серповидноклеточной анемии 19853Почему сотрудники игнорируют корпоративное обучение и как это исправить 19852Тинтагель: место силы Артура или красивая легенда? 19851Голоса в голове сказали правду: что происходит, когда галлюцинации ставят диагноз точнее... 19850Куда исчезает информация из чёрных дыр, если они вообще исчезают? 19849Чёрная дыра лебедь Х-1 бросает джеты со скоростью света — но кто ими управляет? 19848Что увидели фотографы над замком Линдисфарн — и почему они закричали? 19847Почему антисептики в больницах могут создавать устойчивых к ним микробов? 19846Правда ли, что курица может жить без головы? 19845Как Оскар Уайльд использовал причёску как оружие против викторианской морали? 19844Назальный спрей против всех вирусов: как далеко зашла наука 19843«Я ещё не осознал, что мы только что сделали»: первая пресс-конференция экипажа Artemis II
Ссылка