Комментарии 33
И где обещанная математика? В статье ни одной формулы, а только текст уровня понимания для начальных классов школы
Энтропия возрастает - где-то я это уже слышал ))
Представьте, что я показываю вам короткое видео, на котором шары несколько раз сталкиваются и катятся по волшебному бильярдному столу, лишённому трения. (Для этого мысленного эксперимента представьте, что на столе нет лунок).
Теперь я спрошу вас: «Видео проигрывается в правильном направлении или в обратном?» На самом деле ответить на мой вопрос невозможно.
Почему же невозможно? Если один из шаров покоится до удара (или внезапно замирает после столкновения), вы угадаете направление перемотки видео с 99% вероятностью.
Представьте, что вы наливаете молоко в кофе. Различные вещества со временем смешиваются, образуя однородную жидкость. Этот процесс нельзя повернуть вспять. Вы не можете удалить молоко из кофе.
Смогу, поместив чашку в достаточно сильное гравитационное поле. На Земле хватает гравитации, чтобы разделить взвесь песчинок в воде, например.
термодинамика вообще плохо работает в присутствии гравитационного поля. Газ в банке не может собраться в ее центре- термодинамика не позволяет, но если банка размером с килопарсек- то очень даже собирается, и более того- нагревается, локально, при этом газ по краям банки расширяется и остывает, а в центре- сжимается и нагревается, сам, без подвода в систему энергии извне.
Нет, не сможете, потому что и молоко и кофе - сложные смеси (молоко ещë и коллоидная система вдобавок, частичнл коагулирующая при добавлееие в кофе). Гравитацией (центрифугированием) вы разделите смесь на фракции по плотности, а не на молоко и кофе. А обратить коагуляцию вы не сможете никак.
Держите читера!
Для этого ему сначала нужно было определить, что подразумевается под термином «сложный». Однородная смесь молока и кофе на первый взгляд не кажется особенно сложной. Однако с математической и физической точек зрения она таковой и является
Нет, при достижении однородности смеси сложность резко уменьшается. И когда кофе и молоко были раздельно, сложностью была минимальный. Но в момент начала смешения возникали макроскопические элементы смешения, весьма причудливые, вот тогда сложность достигала максимума.
в банке две молекулы. одна- кофе, другая- молоко. одна в левой половине, другая- в правой, разделены перегородкой. сложность системы- это число возможных состояний этой системы, в данном случае- ровно одно- кофе слева, молоко справа, и система очень неоднородная- всегда слева кофе, всегда справа молоко. Убираем перегородку- после перемешивания (диффузии) кофе может оказаться где угодно, и слева и справа, и молоко- тоже где угодно, и слева и справа. Сложность системы- количество возможных ее состояний- увеличивается до 4. а однородность системы- увеличивается, мы в любой момент можем проверить любую молекулу слева- и это 50% будет молоко, и 50%- кофе. и справа точно так же. поэтому сложность максимально однородной системы- максимальна. Другое дело, что это Вам, на макро-уровне, кажется, что однородная система простая как два пальца, а в процессе перемешивания Вам там какие-то сложные узоры мерещатся. Но на самом деле это простой узор усложняется до такой степени, что вы перестаете видеть весь этот узор в целом- он становится слишком перегружен слишком мелкими деталями, и вам начинает казаться однородная система.
Сложность- это не про варианты размещения молекул, а про количество информации, требуемой для описания системы. В процессе перемешивания сложность достигает максимума, потом снижается (да, не до первоначального уровня, но от величины максимума- кардинально).
У газа в области пространства Вселенной сложность невысокая, когда он сжимается под действием гравитации, формируя звезды и планеты - сложность возрастает, потом они сливаются в ЧД, сложность снова падает...
Представьте себе две коробки с десятью шарами, отличающимися цветом. В одной коробке белые, в другой черные шары. Всего 20 шаров. Как мы можем описать их? Например, для описания каждого шара потребуется три числа — координаты x, y и z. 30 чисел для каждой коробки плюс два числа для цвета, по одному на каждую коробку. Всего 62 числа. А теперь смешаем шары. Теперь на каждый шар потребуется уже четыре числа — координаты и цвет. То есть уже 80 чисел для этой смеси. А если они разного размера? Пусть будут два типоразмера поровну на каждый цвет. Четыре коробки по пять шаров — 60 чисел плюс четыре числа для цвета и четыре для размера на коробку, итого 68 чисел. Смешиваем. Теперь каждый шар имеет пять чисел в описании — координаты, цвет и размер. Уже 100 чисел. А шаров по прежнему 20. Добавляя свойства мы только увеличиваем количество информации, необходимое для описания системы. Растет ли при этом сложность? Однозначно да.
Похоже статья неверная с точки зрения теории информации.
Энтропия возрастает это давно известный факт, но например информационную сложность принято считать по другому. Согласно теории информации как полностью упорядоченная система, так и полностью хаотичная имеют нулевую сложность.
Т.е. если мир сначала был полностью упорядочен он был простым, по мере движения к полному хаосу его сложность сначала возрастает, где то в середине становится максимальной, а затем по мере приближения к максимальной энтропии (полному хаосу) его сложность начинает уменьшаться и затем опять станет нулевой.
странно, ведь что RSA-2024 зашифрованная информация имеет все признаки полностью хаотической, но определенно ее сложность не нулевая.
Она не совсем хаотична, её можно отличить от белого шума. Определить что это не шум возможно, а вот расшифровать сложно. Чем более она похожа на белый шум, тем тяжелее найти ключ помогающий её расшифровать. Современная криптография не позволяет найти ключ за приемлемое время, но в теории её можно расшифровать, так что там не совсем белый шум.
Энтропия в термодинамике и в теории информации это разные понятия. Не стоит их смешивать.
Но жизнь например, энтропию движет в обратном направлении, упорядочивая в ДНК информацию. Люди упорядочивают деньги на банковских счетах, бедные беднеют, а богатые богатеют. Это все анти энтропия
Это спорный вопрос- потому что ДНК возникла только в процессе диссипации солнечной энергии, и поэтому вопрос о том, как в этом сложном процессе диссипации солнечной энергии в приповерхностных пленках на границе контакта трех фаз вела себя энтропия- это довольно сложный вопрос. Для упрощения- в тонком слое нагретой воды образуются шестиугольные ячейки конвекции типа ячеек Бенара. Эти ячейки демонстрируют все признаки упорядоченности и вроде как снижают энтропию системы, но фишка в том, что они возникают только в условиях наличия теплового потока от дна к поверхности, и на самом деле ускоряют конвекцию и таким образом- ускоряют отвод тепла от дна кастрюли, в итого суммарная энтропия всей системы- вода с горячим дном и холодным верхом и упорядоченными ячейками конвекции имеет более низкую энтропию, чем любая другая конфигурация тепловых потоков! повышение упорядоченности в одном месте системы оказывается неразрывно связано со снижением упорядоченности в другом месте системы и всей системы в целом.
Так и жизнь- она не движет энтропию в обратном порядке, она наоборот- увеличивает энтропию всей системы в целом, хотя для этого в отдельных частях системы вроде как энтропия снижается- сложные молекулы возникают и процессы самоорганизации наблюдаются.
И все таки мне кажется что такая замкнутая система как Земля имеет энтропию меньше чем скажем Юпитер. Но наверное сейчас физики в расчете энтропии системы не умеют учитывать структурированные данные ДНК и интернета
конкретное значение энтропии Земли и его отношение к энтропии Юпитера никак не влияют на то, повышает или понижает энтропию формирование одной отдельно взятой молекулы ДНК на Земле. И физики прекрасно знают, что формирование молекулы ДНК происходит с поглощением энергии, а значит, его нельзя рассматривать как какой-то самостоятельный процесс, а только в совокупности с остальными процессами, происходящими в системе в целом. Энтропия не убывает только в замкнутой системе, а в открытой системе энтропия может убывать, за счет возрастания энтропии в какой-то другой системе. это как заряд аккумулятора- при заряде аккумулятора происходит разделение ионов и энтропия аккумулятора в целом снижается. Но для этого затрачивается энергия, полученная путем сжигания угля с кислородом где-то на электростанции, и при этом сжигании низкая энтропия системы "уголь-кислород" превращается в высокую энтропию системы "выхлопные газы", и полная энтропия системы "аккумулятор-ТЭС-уголь-кислород" возрастает.
Земля замкнутая? А энергия солнца? Именно она источник уменьшения энтропии.
Больцман изучал, в частности, поведение газов и жидкостей. За несколько десятилетий до этого было выдвинуто предположение, что всё в мире состоит из крошечных строительных блоков — а именно, атомов и молекул.
Понятие об атоме как о наименьшей неделимой части материи было впервые сформулировано древнеиндийскими и древнегреческими философами. В XVII и XVIII веках химикам удалось экспериментально подтвердить эту идею.
Очень странный текст. В термодинамике энтропия это мера хаоса и беспорядка, а не сложности. То есть, всё обстоит примерно наоборот.
Далее, как сложность полностью смешавшегося молока и кофе вырастает, непонятно. Если под сложностью мы понимаем положение и вектор скорости каждой молекулы, то сложность не меняется, так как не меняется количество молекул. К сожалению, в статье не указано, что за сложность такая там. А вот что при смешивании исчезает структура, это очевидно.
Но есть ещё более "далее". Человечество развивается и усложняется как раз вопреки закону возрастания энтропии. Вся сущность жизни вообще, это уменьшение энтропии под воздействием внешнего источника энергии. Фактически, это одно из определений жизни. Так что статья не просто непонятная, но и абсолютно неверная в смысле перенесения примера смешивания на развитие человечества.
Не было бы так лениво, я бы на сайте оригинала написал опровержение)
Можно добавить, что вся вселенская эволюция материя - это процесс, идущий с уменьшением энтропии. Объём упорядоченного пространства сначала имеет размер кварка, потом - адрона, атома, молекулы. Затем, на земном примере, упорядоченное пространство занимает объём клетки, многоклеточного организма, а теперь - глобальной цивилизации. И у этого процесса возможно продолжение: образование вселенской системы цивилизаций, контролирующей главный параметр своей внутренней среды - плотность энергии вакуума.
Нет, по идее, в масштабах вселенной нет внешней энергии, поэтому на отрезках в десятки/сотни миллиардов лет должно идти увеличение энтропии. Все звезды образовались и погасли. Всё. Тепловая смерть вселенной.
А вот Земля не замкнутая система, так как получает энергию от Солнца, поэтому на ней и есть жизнь, которая уменьшает энтропию.
Расширение нашей Вселенной указывает на наличие внешнего для неё источника энергии. Точнее, на существование вечного и бесконечного пространства большей размерности, в которое вложено 3-мерное пространство Вселенной. Из него во Вселенную поступают новые кванты пространства, среды, вакуума, что и позволяет этому вакууму расширяться при сохранении постоянной плотности своей энергии. То есть скорость расширения Вселенной зависит от скорости поступления в неё новых квантов вакуума, а не от плотности тёмной энергии - антигравитационной среды, полученной из формулы Фридмана путём присвоения давлению среды отрицательного знака.
Соответственно в это внешнее 4-мерное пространство поступают кванты вакуума, выводимые материей, что и служит причиной создания ею гравитационного поля. Вакуум, окружающий материю, расширяется в её сторону и равноускоренно движется в неё, проявляясь как её гравитационное поле. Примерно так объяснял природу гравитации Берхард Риман. Альберт Эйнштейн не стал заморачиваться этим вопросом, а просто добавил к 3-мерному пространству 4-е временное измерение и описал геометрические следствия неизвестного ему взаимодействия материи и среды как искривление метрики пространства-времени в сторону материи. Но с этим "заметённым под ковёр мусором" давно пора разобраться.
Доказывают верность "космологии по Риману" наблюдения за скоплениями галактик. Во-первых, они вращаются быстрее, чем им позволяет взаимное притяжение галактик, рассчитанное по законам Ньютона-Эйнштейна. Во-вторых, они разлетаются друг от друга с ускорением расширения Вселенной. Согласно Риману, плотность среды (уже не эфира, а физического вакуума) меньше в скоплениях галактик, где их материя выводит вакуум в пространство большей размерности. И больше - в войдах, где почти нет материи. Поэтому можно предсказать, что более плотный вакуум войдов будет не только расширяться и раздвигать скопления с наблюдаемой скоростью, но и втекать в них с тем же малым ускорением, выводясь из Вселенной через их материю. Он будет сообщать галактикам дополнительное центростремительное ускорение и оставлять в скоплениях лишь те из них, которые имеют повышенную скорость вращения. Что и обнаружил Фриц Цвикки в 30-х годах прошлого века. Тёмная материя не нужна, нужна новая космологическая модель.
Она требуется и по результатам коллаборации DESI, открывшей снижение ускорения в расширении Вселенной. Пока что это снижение объясняют снижением плотности тёмной энергии - космологическая постоянная Лямбда в модели LCDM оказывается переменной. Но если следовать принципу Коперника, то любой изучаемый объект - планета, звезда, галактика, вселенная - является представителем вероятного множества ему подобных объектов. И тогда открытое торможение в расширении Вселенной объясняется встречным давлением вакуума соседних вселенных. Да, они могут быстро разлетаться друг от друга, но ещё быстрее могут расширяться навстречу друг другу. Их ждёт переход во взаимно сжатое состояние. рост плотности их вакуума, и гибель всех их обитателей. За исключением вселенных с полной эволюцией материи - образованием в них единых систем цивилизаций.
Извините за объёмный текст, однако новые или хорошо забытые старые идеи требуют достаточно полного обоснования.
Это лишь одна из теорий, и вообще про расширение вселенной, его скорость и прочее всё очень и очень не ясно ещё. Мы же здесь про смешивание молока и кофе. Всего лишь.
Всё верно. Для меня даже в тарелке с супом видится Вселенная.
ASY-Lviv. Господа, разрешите заметить, что в 21 веке физика уважаемого Людвига Больцмана просто выброшена в мусорное ведро (работы "Фотонная кинематика вещества" и "Квантово - частотная шкала температуры"). Причина физически проста: - " Любая материя полностью подчинена фотонному управлению собственгного состояния и потому непрерывно обменивается потокоми фотонного излучения!".
Надеюсь на Ваше понимание степени различия скорости соударений частиц вещества по сравнению со световыми скоростями силового фотонного обмена.... Сознание прошлого века не соответствует главной парадигме "Вселенная состоит из фотонов и управляется фотонами!".
07.06.25 г.
Наш мир становится всё сложнее, и вот математика 19 века, которая это доказывает