ترمودینامیک و زندگی

پاسخ ها:

آنتروپی بیانگر بی نظمی یک سیستم است و هر سیستمی به صورت خودبخود یعنی بدون صرف انرژی میل دارد تا به سمت بی نظمی بیشتر یا آنتروپی بیشتر میل نماید. برای مثال دسته ای از دانش آموزان را در یک صف نظر بگیرید. در صورتی که ناظم بالای سر آنها نباشد پس از مدتی صف به هم خورده و دانش آموزان در حیاط مدرسه پراکنده می شوند. این فرایند کاملا به صورت خودبخودی و مطابق میل غریزی هر یک از دانش آموزان انجام می شود در صورتی که فرایند بازگشت به صف باید با صرف انرژی که همان وجود یک ناظم یا معلم می باشد انجام می شود. همین مثال را می توان عینا در مورد وضعیت عبور و مرور وسایل نقلیه در یک خیابان با و بدون حضور چراغ راهنمایی یا افسر پلیس بیان نمود. (البته در شهری مثل تهران وجود پلیس نیز نمی تواند مانع از افزایش آنتروپی شود!). شاخصه دیگر آنتروپی بیان عدم قطعیت در مورد یک سیستم می باشد. بار دیگر به صف دانش آموزان باز گردید و موقعیت دو دانش آموز را در زمان صفر در نظر بگیرید. در صورتی که صف تحت نظارت ناظم حرکت نماید و مسافتی را طی کند، در هر زمان با دانستن مکان یکی از آن دو دانش آموز می توانید موقعیت دانش آموز دیگر را با قطعیت بالایی تخمین بزنید ولی در حالتی که ناظم حضور نداشته باشد و دانش آموزان پراکنده شده باشند، تخمین موقعیت دانش آموز دوم از روی موقعیت دانش آموز اول به هیچ وجه دارای قطعیت بالایی نیست. مثال دیگر تخمین موقعیت یک اتومبیل با توجه به موقعیت دیگر اتومبیل ها در دو حالتی است که 1- خیابان دارای ترافیک سنگین باشد و ماشین ها فضای زیادی را جهت حرکت به چپ و راست خود نداشته باشند.2- ماشین ها در یک خیابان وسیع و خلوت به آزادی حرکت کنند. در کدام حالت می توانید با قطعیت بیشتری تخمین بزنید؟ مسلما حالت اول که بیانگر آنتروپی کمتر می باشد.

البته این بحث رو می شه از دیدگاه انرژی هم بررسی کرد. دو سیستم را در نظر بگیرید. مثلا دو تا خیابان در دو کشور، یکی خیابون جمهوری تهران، و یکی خیابان شای لندن. تو جمهوری بی نظمی حرکت ماشین ها زیاد هست و ماشین ها با سرعت های متفاوت و چپ و راست حرکت می کنن و در خیابان شای ماشین ها با نظم بیشتری در حرکت هستن. در سیستم تهران برای حرکت از نقطه اول به نقطه دوم انرژی بیشتری باید صرف کرد در مقایسه با لندن. یعنی در سیستمی که انتروپی زیادی داره انرژی بیشتری برای انجام کار مورد نیاز است.

(راستی در پاسخ به نظر قبلی، اگر به دنبال آنتروپی کمتری هستید بهتر است مسیر ولیعصر تا ونک را با BRT و در یک مسیر مستقیم و قابل پیشبینی طی کنید). 

فرض کنیم که تو یک تاکسی در ترافیک عصرگاهی ولیعصر به سمت ونک در حال حرکت هستیم (نرسیده به اتوبان همت). طبق معمول راننده تاکسی از ترافیک شکایت می کند. من که در صندلی جلو کنار راننده نشسته ام می گم که چرا؟ این سیستمی که الان ما توش هستیم که انتروپی پایینی داره پس خوبه! اون می پرسه که انتروپی چیه؟ ازش می پرسم که کسی رو داری که هر روز که میای سر کار نگرانت باشه که سالم بر می گردی؟ می گه آره یه دختر کوچولو دارم که همیشه نگرانم هست. بهش می گم شما برای اینکه اونوتا اونجا که می شه از نگرانی در بیارید دو تا دوربین می خرین که تو خونه تصویر رو نشون میده. حالا فرض کنید که یکیشو تو همین خیابون ولیعصر رو یه برج سوار کردیم. یه دونه رو هم روی برج میلاد نصب کردید. حالا وقتی که توی خیابون ولیعصر توی ترافیک هستین، مکان شما، اطرافیان شما، جهت حرکت آنها و فاصله شما با سایر ماشین های اطراف را می توان برای مدت طولانی و با دقت بهتری ثبت کرد. به طوریکه دختر شما می تونه وضعیت شما را با دقت بیشتری و راحتتری تعیین کنه. ولی فرض کنید که از ترافیک شلوغ ولیعصر وارد اتوبان همت که چهار بانده و دارای ترافیک سبک و روان است می شوید. از آنجا که محدودیتی چندانی برای سرعت حرکت شما و همچنین جهت حرکت (عوض کردن لاین) شما وجود ندارد، پس شما هم به سرعت از دید دوربین نصب شده بر روی برج میلاد خارج شده و مکان شما نسبت به سایر ماشین ها و فاصله شما با سایر ماشین های اطراف نیز مرتب در حال تغییر است. بنابراین دختر شما به سختی و با دقت کمتری می تونه وضعیت شما رو در اتوبان همت تعیین کنه. پس دختر شما نگرانی بیشتری نسبت به حالتی که شما در خیابان ولیعصر در حال حرکت هستید دارد. این سطح نگرانی دختر شما معادل انتروپی است.

 (اگر چه حمید وطن پرست اذعان داشتند که از ولیعصر به همت خروجی وجود ندارد و این تنها کمک حمید در تهیه این پاسخ می باشد!)