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)?
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)?
Vastaukset 6
Vanhimmat
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.
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.
" 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.
"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.