Еволюція закону збільшення ентропії
Закон збільшення ентропії був сформульований в 19 столітті Клаузіусом. Можливо, ця подія так і залишилося б непоміченим для широкої публіки, але збільшення ентропії повинно було привести до того, що всі температури в світі коли-небудь обов'язково зрівняються, теплова енергія перестане перетворюватися в механічну, весь світ замре і настане "теплова смерть".
Больцман пов'язав збільшення ентропії зі збільшенням імовірності здійснення даного макроскопічного стану системи. Ентропія збільшується тому, що, маючи вибір, система, як правило, переходить у більш ймовірне стан. Шеннон ввів інформаційне визначення ентропії, по якому вона є мірою невизначеності. Чим більше у системи можливих станів і чим вони рівноймовірної, тим вище ентропія. Незважаючи на загальний принцип, два визначення ентропії не ідентичні. Термодинамічна ентропія системи, обумовлена рівнем невизначеності складових її атомів. А ось інформаційна, у визначенні Шеннона, ентропія системи визначається тільки через можливі стану всієї системи в цілому.
Чим більше свободи у атомів системи, тим вище її термодинамічна ентропія. Якщо ж переміщення атомів як-небудь обмежити, то термодинамічна ентропія зменшиться. Тому ентропію стали вважати мірою безладу, а збільшення ентропії стало означати рух до хаосу. Однак це не відповідало спостерігається ускладнення і структуризації людської спільноти. З сумнівом у людей з'явилася надія спростувати похмуре пророцтво про "теплової смерті" всесвіту.
Пригожин і Стінгерс спробували довести, що окремі підсистеми можуть зменшувати свою ентропію віддаючи її іншим підсистемам. Олександр Хазен припустив, що за ентропію ми схильні приймати її приріст. І коли ми говоримо про низьку ентропії сверхорганізованного сучасного суспільства, то маємо на увазі низький її приріст, у той час як абсолютне значення ентропії зростає. Сергій Хайтун наполягає на тому, що ентропію не можна протиставляти складності й організованості, так як останні поняття суб'єктивні і чіткому підрахунку не підлягають. Він також стверджує, що зростання ентропії - мета еволюції і прогресу. Причому існує механізм, який постійно примушує матерію збільшувати свою ентропію.
Сьогодні безліч дослідників у різних галузях знань сумніваються в істинності закону збільшення ентропії. Андрій Швець доводить, що ентропія системи може як збільшуватись, так і зменшуватися. Якщо всередині системи помістити робота або пристрій, на чию завдання входитиме зменшення ентропії, то вона буде зменшуватися. А якщо навчити робота відтворювати себе, то ентропія ніколи не буде збільшуватися. Тим більше, що енергію можна одержувати не тільки за рахунок взаємного переміщення частинок. Все залежить від мети. Якщо у системи її немає, то вона буде переміщатися до найбільш вірогідним станам, постійно збільшуючи свою термодинамічну ентропію. Мета - ознака життя, вірніше свідомості. Тому свідомість може і збільшувати і зменшувати ентропію системи залежно від поставленої мети.
Замінимо поняття "термодинамічна ентропія" на "ентропія мікрорівня" і ще раз глянемо на зловісний феномен "теплової смерті", яким він погрожував світу півтора століття. Ентропія мікрорівня системи збільшується, руху атомів стають більш невизначеними. У той час як ентропія макрорівня зменшується і наближається до нуля. "Теплова смерть" настає при нульовому рівні ентропії системи на макрорівні. У цьому випадку у системи залишається тільки одне можливе стан, з якого воно вже не вийде. І лякає нас саме нульове, а не максимальне значення ентропії. Нас лякає відсутність варіантів, відсутність навіть надії на зміну - все те, що несе нульова ентропія. Таким чином, різні рівні системи можуть мати різні ентропії. І так само природно як може збільшуватися ентропія на мікрорівні, також природно може зменшаться енропія системи на макруровне.
Нульова ентропія лякає, а велика - приваблює. Швець стверджує, що ентропія, є ще мірою свободи і мірою цінності. На цій підставі він будує свою теорію вартості. І це є, по суті, новий закон: завдання прогресу і еволюції - збільшення ентропії на всіх рівнях. Але це завдання для свідомості, яке знає, що таке мета і що таке свобода. Свідомість може й помилитися і помилка може призвести до зменшення ентропії.
Життя і цивілізація - способи передачі ентропії з більш низького рівня системи на більш високий. З усіх можливих варіантів розвитку людське суспільство відбирає те, що обіцяє більше зростання ентропії. Що призводить до ще більшого зростання числа можливих станів. Тому розвиток носить прогресивний, експонентний характер. Проте люди можуть помилятися, роблячи вибір, незважаючи на свої переваги. У цьому відмінність нового закону від старого. Старий вважає, що зростання ентропії - біда і це неминуче, новий же, що зростання ентропії - благо, але це не неминуче.
Залишилося ще одне питання. Як може зростати ентропія при явному зростанні нових зв'язків у суспільстві? В одному якому-небудь інституті, в якомусь аспекті діяльності ентропія при появі нових зв'язків і обмежень, дійсно зменшується. Але якщо при цьому створюються нові інститути і нові можливості, то число нових можливих станів для кожного члена суспільства зростає і, отже, зростає його ентропія. Ми не можемо, як дикуни розгулювати голяка, де доведеться, і це обмежує наші можливості в порівнянні з ними, але зате нам доступний вибір, якого не було у них. Ми можемо вибирати роботу, змінювати захоплення, ходити в театр, вивчати науки, грати в комп'ютерні ігри, подорожувати по світу, натисненням кнопки змінювати ландшафт і т.д. Ми вільніше, наша ентропія незрівнянно вище. А деякі при цьому ще й ходять голяка!
Закон збільшення ентропії був сформульований в 19 столітті Клаузіусом. Можливо, ця подія так і залишилося б непоміченим для широкої публіки, але збільшення ентропії повинно було привести до того, що всі температури в світі коли-небудь обов'язково зрівняються, теплова енергія перестане перетворюватися в механічну, весь світ замре і настане "теплова смерть".
Больцман пов'язав збільшення ентропії зі збільшенням імовірності здійснення даного макроскопічного стану системи. Ентропія збільшується тому, що, маючи вибір, система, як правило, переходить у більш ймовірне стан. Шеннон ввів інформаційне визначення ентропії, по якому вона є мірою невизначеності. Чим більше у системи можливих станів і чим вони рівноймовірної, тим вище ентропія. Незважаючи на загальний принцип, два визначення ентропії не ідентичні. Термодинамічна ентропія системи, обумовлена рівнем невизначеності складових її атомів. А ось інформаційна, у визначенні Шеннона, ентропія системи визначається тільки через можливі стану всієї системи в цілому.
Чим більше свободи у атомів системи, тим вище її термодинамічна ентропія. Якщо ж переміщення атомів як-небудь обмежити, то термодинамічна ентропія зменшиться. Тому ентропію стали вважати мірою безладу, а збільшення ентропії стало означати рух до хаосу. Однак це не відповідало спостерігається ускладнення і структуризації людської спільноти. З сумнівом у людей з'явилася надія спростувати похмуре пророцтво про "теплової смерті" всесвіту.
Пригожин і Стінгерс спробували довести, що окремі підсистеми можуть зменшувати свою ентропію віддаючи її іншим підсистемам. Олександр Хазен припустив, що за ентропію ми схильні приймати її приріст. І коли ми говоримо про низьку ентропії сверхорганізованного сучасного суспільства, то маємо на увазі низький її приріст, у той час як абсолютне значення ентропії зростає. Сергій Хайтун наполягає на тому, що ентропію не можна протиставляти складності й організованості, так як останні поняття суб'єктивні і чіткому підрахунку не підлягають. Він також стверджує, що зростання ентропії - мета еволюції і прогресу. Причому існує механізм, який постійно примушує матерію збільшувати свою ентропію.
Сьогодні безліч дослідників у різних галузях знань сумніваються в істинності закону збільшення ентропії. Андрій Швець доводить, що ентропія системи може як збільшуватись, так і зменшуватися. Якщо всередині системи помістити робота або пристрій, на чию завдання входитиме зменшення ентропії, то вона буде зменшуватися. А якщо навчити робота відтворювати себе, то ентропія ніколи не буде збільшуватися. Тим більше, що енергію можна одержувати не тільки за рахунок взаємного переміщення частинок. Все залежить від мети. Якщо у системи її немає, то вона буде переміщатися до найбільш вірогідним станам, постійно збільшуючи свою термодинамічну ентропію. Мета - ознака життя, вірніше свідомості. Тому свідомість може і збільшувати і зменшувати ентропію системи залежно від поставленої мети.
Замінимо поняття "термодинамічна ентропія" на "ентропія мікрорівня" і ще раз глянемо на зловісний феномен "теплової смерті", яким він погрожував світу півтора століття. Ентропія мікрорівня системи збільшується, руху атомів стають більш невизначеними. У той час як ентропія макрорівня зменшується і наближається до нуля. "Теплова смерть" настає при нульовому рівні ентропії системи на макрорівні. У цьому випадку у системи залишається тільки одне можливе стан, з якого воно вже не вийде. І лякає нас саме нульове, а не максимальне значення ентропії. Нас лякає відсутність варіантів, відсутність навіть надії на зміну - все те, що несе нульова ентропія. Таким чином, різні рівні системи можуть мати різні ентропії. І так само природно як може збільшуватися ентропія на мікрорівні, також природно може зменшаться енропія системи на макруровне.
Нульова ентропія лякає, а велика - приваблює. Швець стверджує, що ентропія, є ще мірою свободи і мірою цінності. На цій підставі він будує свою теорію вартості. І це є, по суті, новий закон: завдання прогресу і еволюції - збільшення ентропії на всіх рівнях. Але це завдання для свідомості, яке знає, що таке мета і що таке свобода. Свідомість може й помилитися і помилка може призвести до зменшення ентропії.
Життя і цивілізація - способи передачі ентропії з більш низького рівня системи на більш високий. З усіх можливих варіантів розвитку людське суспільство відбирає те, що обіцяє більше зростання ентропії. Що призводить до ще більшого зростання числа можливих станів. Тому розвиток носить прогресивний, експонентний характер. Проте люди можуть помилятися, роблячи вибір, незважаючи на свої переваги. У цьому відмінність нового закону від старого. Старий вважає, що зростання ентропії - біда і це неминуче, новий же, що зростання ентропії - благо, але це не неминуче.
Залишилося ще одне питання. Як може зростати ентропія при явному зростанні нових зв'язків у суспільстві? В одному якому-небудь інституті, в якомусь аспекті діяльності ентропія при появі нових зв'язків і обмежень, дійсно зменшується. Але якщо при цьому створюються нові інститути і нові можливості, то число нових можливих станів для кожного члена суспільства зростає і, отже, зростає його ентропія. Ми не можемо, як дикуни розгулювати голяка, де доведеться, і це обмежує наші можливості в порівнянні з ними, але зате нам доступний вибір, якого не було у них. Ми можемо вибирати роботу, змінювати захоплення, ходити в театр, вивчати науки, грати в комп'ютерні ігри, подорожувати по світу, натисненням кнопки змінювати ландшафт і т.д. Ми вільніше, наша ентропія незрівнянно вище. А деякі при цьому ще й ходять голяка!