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

20065[b]СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло... 20064[b]Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет[/b] 20063[b]Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках[/b] 20062[b]Кости в бухте эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века[/b] 20061[b]Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов... 20060[b]Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19[/b] 20058[b]Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет?[/b] 20057[b]Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние[/b] 20056[b]Динго возрастом 950 лет: кто и зачем кормил могилу животного сотни лет?[/b] 20055[b]Томоэ гозэн: женщина-самурай, которая существовала на самом деле[/b] 20054[b]Что видели астронавты «Аполлона-12» над лунным горизонтом?[/b] 20053[b]Восковой блокнот на латыни и шёлковая туалетная бумага: кто посещал средневековый... 20052[b]Хантавирус на борту: 41 человек под наблюдением после рейса MV Hondius[/b] 20051[b]Зелёные камни в пещере Пиренеев: четыре тысячи лет медной металлургии[/b]
Ссылка