Entropia ja järjestys

paaljo_kysymyksiä

Jos jokin fysikaalinen systeemi jäähdytetään lähellä absoluuttista nollapistettä niin sen entropia on nolla. Informaation sanotaan vähenevän kaikissa suljetuissa systeemeissä entropian lisääntyessä ajan kuluessa. Voiko entropian pysäyttää jäähdyttämällä tutkittava systeemi?

Jos kaksi eri tavalla järjestäytynyttä systeemiä (esim. suolakide ja dna molekyyli) jäähdytetään molemmat lähellä nollapistettä niin onko niiden informaatiomäärä (tai järjestyneisyys?) sama (vai voiko edes puhua informaation määrästä tässä yhteydessä?)

Alkurähdyksessä sanotaan maailmankaikkeuden entropian olleen nolla ja entropian lisääntyneen sen jälkeen jatkuvasti. Oliko maailmankaikkeuden alussa siis lähes ääretön määrä informaatiota?

Mitä tarkoitetaan järjestyksellä fysiikassa ylipäätänsä? Onko se sama asia kuin informaatio? Miten informaatio ja entropian liittyvät toisiinsa ja onko fysiikan informaatiokäsitys pätevä myös muissa tieteissä (esim. kemiassa ja biologiassa)?

6

123

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • En ymmärtänyt, miksi informaatio häviäisi suljetuissa systeemeissä. Mielestäni informaatio ei häviä ainakaan kvanttimekaniikan kannalta ajateltuna. Riippuu varmaan siitä, miten informaatio määritellään.
      Saatan hyvinkin olla väärässä.

    • BigBangCrusader

      En ole aivan varma yksityiskohdista, mutta käsittääkseni informaatio tiukan matemaattisessa mielessä liittyy ainoastaan ihmisen rakentamien tietojärjestelmien toimintaan ("informaatioteoria"). Tätä mitataan todennäköisyyksillä saada viestin tiettynä osana tiettyjä arvoja (bittejä). Fysiikan informaatiota mitataan luonnollisella logaritmilla eikä sillä ole suoraa yhteyttä matemaattiseen informaatioon. Biologian informaatio on sitten vielä askeleen kauempana matemaattisesta määritelmästä.

      • ihanko-totta

        " Fysiikan informaatiota mitataan luonnollisella logaritmilla"

        Missä ja miten?
        Shannonin transmissioteoriaa käytettään vähän muunneltuna jopa kielitieteessä.


      • tottalie
        ihanko-totta kirjoitti:

        " Fysiikan informaatiota mitataan luonnollisella logaritmilla"

        Missä ja miten?
        Shannonin transmissioteoriaa käytettään vähän muunneltuna jopa kielitieteessä.

        Käsittääkseni mustien aukkojen informaatiomäärää mitataan luonnollisen logaritmin avulla... Lähde: Leonard Susskind - Black Hole War


    • Jos et lue fysiikkaa, niin voit ajatella, että systeemin entropia = systeemin informaatio määrä. Tämä on yksinkertaistus, mutta se toimii!
      Sitten kysymykset.
      1. "Voiko entropian pysäyttää jäähdyttämällä tutkittava systeemi"?
      Vast. Entopiaa voi vähentää jäähdyttämällä systeemiä.
      2. "Jos kaksi eri tavalla järjestäytynyttä systeemiä..."
      Vast. DNA:n informaatiomäärä (ja siten entropia) on suurempi.
      3. "Alkurähdyksessä sanotaan maailmankaikkeuden entropian olleen nolla ja entropian lisääntyneen sen jälkeen jatkuvasti. Oliko maailmankaikkeuden alussa siis lähes ääretön määrä informaatiota"?
      Vast. Huomaatko kysymyksesi ristiriitaisuuden? Ensin sanot entropian olleen nolla
      ja sitten spekuloit sen olleen ääretön, vailla perusteita.
      4. Mitä tarkoitetaan järjestyksellä fysiikassa ylipäätänsä?
      Vast. "Järjestys" ei ole tietääkseni fysikaalinen suure, joten kysymys siltä osin on turha.

      • paaljo_kysymyksiä

        "Jos et lue fysiikkaa, niin voit ajatella, että systeemin entropia = systeemin informaatio määrä. "

        Minä olen ymmärtänyt niin että matala entropia on nimenomaan järjestäytyneissä systeemeissä (kuten dna) ja korkea entropia taas systeemeissä jotka eivät ole järjestäytyneet. Esim. ns. maailmankaikkeuden lämpökuolema on korkean entropian ja matalan järjestyksen tila. Entropian lisääntyminen siis tarkoittaisi järjestyksen vähentymistä ja samalla informaation vähentymistä. Esim. dna molekyylin hajoaminen alkuaineiksi korkeissa lämpötiloissa on sekä entropian lisääntymistä että informaation vähentymistä ja myös samalla järjestyneisyyden vähentymistä . Elävät oliot pyrkivät säilyttämään matalan entropiatilansa hankkimalla ravintoa (korkean tason informaatiota) ympäristöstään. Mm. fyysikko Erwin Schrödinger käytti termiä negentropia entropian vastakohtana.

        "Vast. "Järjestys" ei ole tietääkseni fysikaalinen suure, joten kysymys siltä osin on turha."

        Herää kysymys että miksi ei ole. Miten määritellä esim. satunnaisuus jollei ole vastaavasti järjestyksen määritelmää? Onko molekyyleissä (esim. vesi) enemmän informaatiota tai vähemmän entropiaa kuin vedyssä ja hapessa erikseen? Järjestyneisyys (suhteellinen järjestys & epäjärjestys) näyttää kuitenkin liittyvän jotenkin sekä informaatioon että entropiaan.


    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. En tullut, koska käytit päätäsi.

      Ja koska ihmiset pilaavat sillä mahdollisuudet, kaikki mikä toimii vaatii oman lähestymistapani. Kun levittää punaisia m
      Ikävä
      37
      2736
    2. Miten kaivattusi teki sinuun lähtemättömän vaikutuksen?

      Minulla kävi niin, että hän laittoi ruokaa, kun olin nälkäinen. Tie miehen sydämeen käy vatsan kautta.
      Ikävä
      89
      1184
    3. Alkon myynti putosi kesäkuussa 10 prosenttia

      Niin se hallitus tuhoaa valtion verokertymää ylisuurella alkoholiverolla, kun kansalaiset hankkivat juomansa ulkomailta.
      Maailman menoa
      127
      979
    4. Oliko mies vetäytyminen

      Toimiva veto? Miten meille kävi. Ei hyvin ja mahdottomalta tuntuu tilanne nyt.
      Ikävä
      61
      967
    5. Mitä söitte Hänen kanssaan yhdessä viimeksi?

      Tällainen vihjeketju:)
      Ikävä
      66
      907
    6. Ulosotossa olevan tulisi saada itse päättää

      Maksetaanko hänen ulosotossa olevia velkoja takaisin yksi kerrallaan vai ripotellen pikku summia sinne tänne, kuten ulos
      77
      881
    7. EU:lta tyly ratkaisu Temulle

      On se hyvä, että EU on vihdoin ja viimein puuttunut noiden Kiinan krääsän kauppiaiden toimintaan. https://www.is.fi/ta
      Maailman menoa
      101
      828
    8. Oon tässä pohtinut että se nainen

      Ei sovi sulle. Ihmetyttää mitä näet hänessä. Mieheltä miehelle
      Ikävä
      70
      815
    9. Nainen on ihana

      ilta-päivää tosi söpölle naiselle 🤗😘☺ Jos saisin sinut nainen oisin onnellisin mies Etpäs tiedäkään keneltä tämä on?
      Ikävä
      25
      718
    10. Hallinto-oikeus kumosi valtuuston päätöksiä

      Teksti-tv kertoo, että valtuuston päätöksentekoon on osallistunut varavaltuutettu jolla ei ollut oikeutta osallistua. Mi
      Ähtäri
      30
      684
    Aihe