Как работают законы энтропии и почему их важно понимать нам всем

ForbesНаука

Безупречность хаоса: что такое энтропия и как жить в полной неопределенности

Энтропия — одно из самых сложных понятий в науке и в то же время одно из самых актуальных для современной реальности. Ведь речь идет о неопределенности, неизвестности и беспорядке, присущих любой системе, от человеческих отношений до падающего снега. Forbes Life объясняет, как работают законы энтропии и почему их важно понимать нам всем

Наталья Иншакова

Фото Getty Images

«Только энтропия дается легко», — говорил Чехов, и это действительно так: все в мире естественным образом стремится к хаосу. И очень быстро его достигает, только дай волю. Песочный замок смывает волна, заброшенный город зарастает деревьями, а если смахнуть собранный пазл со стола, его частицы рассыпятся в произвольном порядке. Мы переживаем энтропию в каждый момент времени, не отдавая себе в этом отчета: клетки человеческого тела разрушаются, в углах скапливается пыль, идеальные кубики сахара тают в чае. Происходят революции и государственные перевороты — и сама Вселенная неумолимо мчится навстречу коллапсу. Одним словом, как справедливо подметил ученый Стивен Хокинг в «Краткой истории времени»: «Энтропия увеличивается со временем, и это похоже на закон Мерфи: все всегда идет не так!»

Итак, энтропия — это мера беспорядка и неизвестности, используемая в разных науках, от химии до психологии. На деле все, конечно, намного сложнее.

Хаос и тепло: что такое энтропия в точных науках

Изучение энтропии — одно из самых нелюбимых занятий студентов технических вузов. Дело в том, что это сложная, трудно измеримая величина с множеством трактовок. В принципе как и сам хаос. В переводе с греческого «энтропия» значит «превращение» — впервые этот термин (вне всякого философского контекста) использовал немецкий физик Рудольф Клазиус в 1865 году. Он в первом приближении сформулировал второй закон термодинамики: «Нет процесса, единственным результатом которого является передача количества теплоты от более холодного тела к более теплому». В процессе этой передачи в природе обязательно произойдут какие-либо изменения, которые могли бы компенсировать переход.

Представим, что на подоконнике лежит кусок нагретого железа, его тепло постепенно распространяется в окружающей среде. В какой-то момент он передает пять квантов тепла, а рядом летают пять молекул газа. Но совершенно не очевидно, что каждая молекула получит по кванту. Возможно, одна получит все пять. Или какой-то молекуле достанется два, а какой-то — ни одного. Многообразие этих вариантов, степень рассеивания энергии в системе и называется энтропией в термодинамике. Для ее обозначения используется символ S.

Клазиус также вывел важнейший закон возрастания энтропии: в любой замкнутой системе она увеличивается или остается прежней. Чтобы понять это правило, подойдут бытовые аллегории. Представим, что мы оставили груду неразобранных носков в закрытом шкафу. Если открыть его через много месяцев, окажется, что изменений не произошло. Беспорядок никуда не делся, а, скорее всего, еще и возрос — носки покрылись пылью, на полках завелись тараканы и так далее.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

От Бэкона до Бэнкса: британская научная культура и принцип «общего блага» От Бэкона до Бэнкса: британская научная культура и принцип «общего блага»

Начиная с XVII века, Англия гордилась своими учеными и их научными достижениями

Знание – сила
Как выбрать беговые лыжи, крепления и ботинки Как выбрать беговые лыжи, крепления и ботинки

Бег на лыжах во многом похож на запрещенные вещества

Maxim
Лабиринт: запутанная история Лабиринт: запутанная история

Самые необычные лабиринты мира – история и тайны

Вокруг света
Томограф, рентген и сгоревшие папирусы Томограф, рентген и сгоревшие папирусы

Рукописи из Геркуланума можно было расшифровать высокотехнологическими методами

Наука
Природа цифровой зависимости: почему мы не расстаемся с «онлайном» и можно ли с этим что-нибудь сделать? Природа цифровой зависимости: почему мы не расстаемся с «онлайном» и можно ли с этим что-нибудь сделать?

Почему техника стала источником новой зависимости и как этим управлять.

ТехИнсайдер
Саламандра с острова Скай Саламандра с острова Скай

Окаменелости древней амфибии палеонтологи раскопали на острове Скай

Наука и жизнь
Сорняки в электрохимии Сорняки в электрохимии

Опасный инвазивный вид — борщевик — может служить сырьем для батарей

Наука
Пока Земля еще вертится Пока Земля еще вертится

Мария Елисеева — человек, который создал свою планету

Seasons of life
«Я этого не говорил»: 15 фраз, выдающих газлайтера «Я этого не говорил»: 15 фраз, выдающих газлайтера

15 фраз, которые могут указывать на газлайтинг

Psychologies
6 ошибок, которые ты совершаешь, когда наряжаешь елку 6 ошибок, которые ты совершаешь, когда наряжаешь елку

Как правильно наряжать ёлку?

Maxim
Голые люди и искусство: как менялось изображение наготы от эпохи к эпохе Голые люди и искусство: как менялось изображение наготы от эпохи к эпохе

Изображение наготы было важной составляющей искусства на протяжении всей истории

Psychologies
Как правильно установить роутер в квартире: наши советы и рекомендации Как правильно установить роутер в квартире: наши советы и рекомендации

Выбор места для роутера определить качество покрытия Wi-Fi у вас в доме

CHIP
Светлый образ Светлый образ

Преображение классической квартиры в модное и светлое пространство

SALON-Interior
Знакомство с родителями Знакомство с родителями

Как зарабатывают и чем владеют родственники нового британского премьера

Деньги
Сперма для некоторых животных — полноценная еда. Вы удивитесь! Сперма для некоторых животных — полноценная еда. Вы удивитесь!

Для подводных жителей правильное питание включает в себя даже жидкости организма

ТехИнсайдер
Даже не говори Даже не говори

Анастасия Красовская рассказала о съемках обнаженной и языке кино

Grazia
Как богатые люди превратили балет Парижской оперы в бордель: секс-эксплуатация балерин в XIX веке Как богатые люди превратили балет Парижской оперы в бордель: секс-эксплуатация балерин в XIX веке

Раньше выступления рассматривались как смотрины балерин для богатых людей

ТехИнсайдер
Северо-Западный федеральный округ Северо-Западный федеральный округ

Северу есть, чем кормиться и что показать

Правила жизни
Выпечка: сочетания без правил Выпечка: сочетания без правил

Сладкая выпечка — это история, понятная для всех

Bones
В поисках потустороннего мира: откуда у людей возникает тяга к мистике В поисках потустороннего мира: откуда у людей возникает тяга к мистике

Отрывок из книги «Битвы с экстрасенсами» — о мире ясновидящих и тарологов

Forbes
8 сериалов, которые вы могли пропустить в этом году 8 сериалов, которые вы могли пропустить в этом году

Сериалы, которые вызвали меньше интереса, чем заслуживают

Правила жизни
Запах Нового года: 5 простых блюд с мандаринами, которые сможет приготовить даже тот, кто ни разу не стоял у плиты! Запах Нового года: 5 простых блюд с мандаринами, которые сможет приготовить даже тот, кто ни разу не стоял у плиты!

Из мандаринов можно приготовить десерт, коктейль и даже салат!

ТехИнсайдер
Не вздумайте произносить это вслух: самые любимые слова ненормативной лексики и их происхождение Не вздумайте произносить это вслух: самые любимые слова ненормативной лексики и их происхождение

Мы расскажем о происхождении самых популярных слов ненормативной лексики

ТехИнсайдер
Для любителей умных метафор: как «1899» стал шоу, в котором ничего не происходит Для любителей умных метафор: как «1899» стал шоу, в котором ничего не происходит

«1899»: сериал, в котором интеллектуальных разговоров больше, чем драмы

Forbes
Скажите “му”: может ли человек понять язык животных Скажите “му”: может ли человек понять язык животных

Но можем ли мы понять других животных, например, коров?

ТехИнсайдер
Леденящая кровь история о «ядре демона» и ученых, ставших его жертвами Леденящая кровь история о «ядре демона» и ученых, ставших его жертвами

Создавшие этот объект ученые умерли мучительной смертью

ТехИнсайдер
Увеличены лимфоузлы на шее.  В чем причины и всегда ли нужно их лечить Увеличены лимфоузлы на шее.  В чем причины и всегда ли нужно их лечить

Если воспалились лимфоузлы на шее, надо ли что-то предпринимать и что именно

Лиза
Грани прекрасного Грани прекрасного

Как необработанные алмазы стали главным объектом охоты

Robb Report
Абашова Абашова

Прима-балерина Мария Абашова триумфально вернулась на сцену родного театра

Собака.ru
Лучшие новогодние и рождественские хорроры и триллеры Лучшие новогодние и рождественские хорроры и триллеры

Хорроры на тот случай, если 2022 год тебя вообще не напугал

Maxim
Открыть в приложении