Реферат: Эволюция закона увеличения энтропии
Реферат: Эволюция закона увеличения энтропии
Закон увеличения энтропии был сформулирован в 19 веке
Клаузиусом. Возможно, это событие так и осталось бы незамеченным для широкой
публики, но увеличение энтропии должно было привести к тому, что все
температуры в мире когда-нибудь обязательно сравняются, тепловая энергия
перестанет превращаться в механическую, весь мир замрет и наступит "тепловая
смерть".
Больцман связал увеличение энтропии с увеличением
вероятности осуществления данного макроскопического состояния системы. Энтропия
увеличивается потому, что, имея выбор, система, как правило, переходит в более
вероятное состояние. Шеннон ввел информационное определение энтропии, по
которому она является мерой неопределенности. Чем больше у системы возможных
состояний и чем они равновероятней, тем выше энтропия. Несмотря на общий
принцип, два определения энтропии не идентичны. Термодинамическая энтропия
системы, обусловлена уровнем неопределенности составляющих ее атомов. А вот
информационная, в определении Шеннона, энтропия системы определяется только
через возможные состояния всей системы в целом.
Чем больше свободы у атомов системы, тем выше ее
термодинамическая энтропия. Если же перемещения атомов как-нибудь ограничить,
то термодинамическая энтропия уменьшится. Поэтому энтропию стали считать мерой
беспорядка, а увеличение энтропии стало означать движение к хаосу. Однако это
не соответствовало наблюдаемому усложнению и структуризации человеческого
сообщества. С сомнением у людей появилась надежда опровергнуть мрачное
пророчество о "тепловой смерти" вселенной.
Пригожин и Стингерс попробовали доказать, что
отдельные подсистемы могут уменьшать свою энтропию отдавая ее другим
подсистемам. Александр Хазен предположил, что за энтропию мы склонны принимать
ее прирост. И когда мы говорим о низкой энтропии сверхорганизованного
современного общества, то подразумеваем низкий ее прирост, в то время как абсолютное
значение энтропии растет. Сергей Хайтун настаивает на том, что энтропию нельзя
противопоставлять сложности и организованности, так как последние понятия
субъективные и четкому исчислению не подлежат. Он также утверждает, что рост
энтропии - цель эволюции и прогресса. Причем существует механизм, который
постоянно принуждает материю увеличивать свою энтропию.
Сегодня множество исследователей в разных областях
знаний сомневаются в истинности закона увеличения энтропии. Андрей Швец
доказывает, что энтропия системы может, как увеличиваться, так и уменьшаться.
Если внутри системы поместить робота или устройство, в чью задачу будет входить
уменьшение энтропии, то она будет уменьшаться. А если научить робота
воспроизводить себя, то энтропия никогда не будет увеличиваться. Тем более, что
энергию можно получать не только за счет взаимного перемещения частиц. Все
зависит от цели. Если у системы ее нет, то она будет перемещаться к наиболее
вероятным состояниям, постоянно увеличивая свою термодинамическую энтропию.
Цель - признак жизни, вернее сознания. Поэтому сознание может и увеличивать и
уменьшать энтропию системы в зависимости от поставленной цели.
Заменим понятие "термодинамическая энтропия"
на "энтропия микроуровня" и еще раз взглянем на зловещий феномен
"тепловой смерти", которым он грозил миру полтора века. Энтропия
микроуровня системы увеличивается, движения атомов становятся более
неопределенными. В то время как энтропия макроуровня уменьшается и приближается
к нулю. "Тепловая смерть" наступает при нулевом уровне энтропии
системы на макроуровне. В этом случае у системы остается только одно возможное
состояние, из которого оно уже не выйдет. И пугает нас именно нулевое, а не
максимальное значение энтропии. Нас страшит отсутствие вариантов, отсутствие
даже надежды на изменение - все то, что несет нулевая энтропия. Таким образом,
разные уровни системы могут иметь разные энтропии. И так же естественно как
может увеличиваться энтропия на микроуровне, также естественно может уменьшатся
энропия системы на макруровне.
Нулевая энтропия пугает, а большая - привлекает. Швец
утверждает, что энтропия, является еще мерой свободы и мерой ценности. На этом
основании он строит свою теорию стоимости. И это есть, по сути, новый закон:
задача прогресса и эволюции - увеличение энтропии на всех уровнях. Но это
задача для сознания, которое знает, что такое цель и что такое свобода.
Сознание может и ошибиться и ошибка может привести к уменьшению энтропии.
Жизнь и цивилизация - способы передачи энтропии с
более низкого уровня системы на более высокий. Из всех возможных вариантов
развития человеческое общество отбирает то, которое сулит больший рост
энтропии. Что приводит к еще большему росту числа возможных состояний. Поэтому
развитие носит прогрессивный, экспоненциальный характер. Однако люди могут
ошибаться, делая выбор, несмотря на свои предпочтения. В этом отличие нового
закона от старого. Старый считает, что рост энтропии - беда и это неизбежно,
новый же, что рост энтропии - благо, но это не неизбежно.
Остался еще один вопрос. Как может расти энтропия при
явном росте новых связей в обществе? В одном каком-нибудь институте, в каком-то
аспекте деятельности энтропия при появлении новых связей и ограничений,
действительно уменьшается. Но если при этом создаются новые институты и новые
возможности, то число новых возможных состояний для каждого члена общества
растет и, следовательно, растет его энтропия. Мы не можем, как дикари
разгуливать голышом, где попало, и это ограничивает наши возможности по
сравнению с ними, но зато нам доступен выбор, которого не было у них. Мы можем
выбирать работу, менять увлечения, ходить в театр, изучать науки, играть в
компьютерные игры, путешествовать по миру, нажатием кнопки менять ландшафт и
т.д. Мы свободней, наша энтропия несоизмеримо выше. А некоторые при этом еще и
ходят голышом!