Δευτέρα, 10 Οκτωβρίου 2011

My sweet entropy (part 2)

Διασπείρει. Όχι απόλυτα κατάλληλη λέξη αλλά προτείνω να μείνουμε με αυτήν. Θα ταίριαζε και ο όρος ανακατανομή αλλά είναι ελαφρώς λανθασμένος. Θα γίνω πιο σαφής. Έστω σφαίρα που κρούεται ελαστικά με το πάτωμα. Ελαστικά στη φυσική σημαίνει ότι δεν υπάρχει κρατς, πουφ, μπόινγκ αλλά το γνώριμο τόινγκ. Κοινώς το μπαλάκι και το πάτωμα χαίρουν άκρας υγείας μετά το άνωθεν πείραμα. Είναι γνωστή παρατήρηση ότι κανένα μπαλάκι δε θα φτάσει στο ίδιο ύψος δύο τυχαίες φορές.


Για να συμβεί το αντίθετο θα έπρεπε να αποκλειστούν κάποια σημαντικά φυσικά φαινόμενα μερικά εκ των οποίων είναι:

1) Ελαστική παραμόρφωση της μπάλας την ώρα της κρούσης,
2) Να μην ακουστεί τόινγκ
3) Να μη ζεσταθεί τίποτε από τα δυο. Το τελευταίο δεν είναι παρατηρήσιμο με τα μέσα που διαθέτουμε αυτή τη στιγμή αλλά trust me, συμβαίνει.

Bear with me, ξέρω ότι περάσαμε σε χοντρή θεωρία αλλά το συμπέρασμα είναι όμορφο και μαγευτικό, I promise.

Η μόνη διέξοδος της ενέργειας είναι να εξαφανιστεί. Η ενέργεια όμως δε χάνεται, μετατρέπεται. Έτσι φεύγει προς τυχαίες κατευθύνσεις. Διασπορά. Αλλά! Εδώ είναι η παγίδα. Η ενέργεια όσο και να θέλει να φύγει, έχει μια συγκεκριμένη διέξοδο.

Μπορώ να το εξηγήσω με ποικίλους τρόπους αλλά χρειάζεται παράδειγμα για να μπορέσω να περάσω μετά στους -πλέον- ρετρό -και άσχετους- παραλληλισμούς μου. Δεν υπάρχει -ιδιαίτερη- περίπτωση το εν λόγω μπαλάκι να κινηθεί ανάποδα. Δηλαδή: Εκεί που κάθεται ωραία και καλά, να δώσει ένα ανεξήγητο σάλτο άνωθεν και να συνεχίσει να ανεβαίνει όλο και ψηλότερα με κινητήριο δύναμη την ενέργεια που συσσωρεύτηκε στο πάτωμα, ακριβώς κάτω από τη θέση της μπάλας. Θα ήταν πολύ κουλό έτσι; Εξού και ο όρος διασπορά. Διαφαίνεται καλύτερα το τυχαίο της υπόθεσης. Με τον όρο ανακατανομή  πέφτουμε σε παγίδα.

Και κομμουνιστικά να το δεις δηλαδή, με τον όρο ανακατανομή σε λούμπα πέφτεις. Η διασπορά του πλούτου θα ήταν εφικτή εάν και μόνον αν δεν υπήρχε άνθρωπος να τη μοιράσει. Όπως η ενέργεια μοιράζεται τυχαία*, έτσι και ο πλούτος. Το γελοίο της υπόθεσης είναι πως αυτό συμβαίνει. Πρακτικά είναι αδύνατον να δεις την ενέργεια να συγκεντρώνεται κάπου τυχαία. Τυχαία διασπείρεται. Έτσι και το χρήμα. Τυχαία κατανέμεται. Σκοπίμως συγκεντρώνεται. Θα μου πεις, το συμπέρασμα είναι ότι το χρήμα είναι ενέργεια; Και ναι και όχι.


*τυχαία: Θα ήταν καλό να διευκρινιστεί ότι ο όρος τυχαία αναφέρεται στην πρακτικά μη ακριβή προβλεψιμότητα της εκάστοτε διασποράς. To σύστημα είναι πιθανοκρατικά δύσχρηστο και μη διαχειρίσιμο. Μην ξεχνάμε ότι μιλάμε για άτομα και οι αριθμοί τους σε φάσεις υπερβαίνουν τα όρια της λογικής. Σαφώς και η ίδια η φύση ξέρει που στέλνει τι, και το αναλύσαμε στην ενότητα της φυσικής επιλογής. Το τυχαίο εδώ δε σημαίνει σε καμία περίπτωση παράλογο. Μόνο τυχαίο.

Παύση στο θέμα, πάμε παρακάτω μπας και μας βγάλει πουθενά ο δρόμος. Αυτή η φυσική επιλογή, αυτή η τάση της φύσης να διαλέγει να βρίσκεται πάντα στην πιο απλή -εύκολα διαχειριζόμενη- ενεργειακή κατάσταση δημιουργεί μια περίεργη συνθήκη. H παρακάτω εικόνα δίνει πολύ απλά τα λεγόμενα μου με έναν πιο γραφικό τρόπο:

Αγνοήστε την ερώτηση στην εικόνα αν και μέχρι τώρα μπορείτε να βρείτε την απάντηση. Φαίνεται πως η φύση αγαπάει την αταξία και όχι την τάξη. Είναι μπέρδεμα το ξέρω, πως είναι δυνατόν μια διαλυμένη, διασκορπισμένη οντότητα να καταλήγει σε άριστα διατεταγμένες δομές όπως για παράδειγμα κρύσταλλοι, πρωτεϊνικές δομές και τα συναφή;

Ας επιστρέψουμε στο πρώτο ποστ κατά τη διάρκεια του οποίου γνωρίσαμε τον ορισμό εσωτερική ενέργεια. Ο πρώτος θερμοδυναμικός νόμος έκανε ακριβώς αυτή τη δουλειά. Παρήγαγε μια καταστατική συνάρτηση με την οποία εμείς οι φυσικοτέτοιοι κάναμε τη δουλειά μας: Υπολογίζαμε αν μια αλλαγή στην κατάσταση ενός κλειστού συστήματος είναι εφικτή ή όχι. Εκεί πατάει ο δεύτερος νόμος και εισάγει τη χρήση της εντροπίας προς διευκόλυνση, ως μέτρο της αταξίας ενός συστήματος. Αυτός ορίζει πως:

Η εντροπία ενός απομονωμένου συστήματος αυξάνεται κατά τη διάρκεια αυθόρμητων αλλαγών. 


Εν ολίγοις, μια αυθόρμητη διαδικασία (δηλαδή κάτι που η φύση προτιμάει άρα και είναι ενεργειακά ευνοϊκότερο -βλ. λιώσιμο του πάγου) αυξάνει την εντροπία του συστήματος. Εφόσον η εντροπία είναι μέτρο της αταξίας ενός συστήματος τότε μπορούμε με ασφάλεια να έρθουμε στο εξής μαγικό συμπέρασμα: Η αταξία αυξάνει την ισορροπία! 


Η ανισορροπία προέρχεται από στερεές, νευτώνειες πρακτικές ενώ αντίθετα η ισορροπία προέρχεται από μια απίστευτη αταξία!

Αν το δούμε πιο απτά, μπορούμε να ρίξουμε μια ματιά στο νομικό σύστημα της Ελλάδος. Είναι υπερπλήρες σας διαβεβαιώ. Και δε χρειάζεται να προσπαθήσει ο καθένας από μας για πάνω από ένα δευτερόλεπτο ώστε να θυμηθεί όλες εκείνες τις φορές που η γραφειοκρατία μας τσαλάκωσε τα νεύρα. Υπερπλήρες νομικό σύστημα, απόλυτη τάξη, αρχίδια του καράμπελα. Δε λειτουργεί τίποτα. Σαν να προσπαθήσω να τσαλακώσω ένα χαρτί και να το φέρω πίσω στην αρχική κατάσταση. Μόνο αν ήμασταν ταινία και πατούσα το rewind. Οκ, ο παραλληλισμός δεν είναι ο πιο πετυχημένος αλλά καταλάβατε.

Δεν γίνεται να μηδενίσεις την εντροπία. Θα πρέπει να φτάσεις το απόλυτο μηδέν και τα μαθηματικά όρια είναι ασαφή. Τείνουν να μηδενιστούν. Με μηδενική εντροπία έχεις μηδενική ύλη.

Πάρε το χρέος για παράδειγμα. Όσο περισσότερα χρωστάμε, τόσα πιο πολλά χρήματα βγάζουμε. Είναι παρανοϊκό το ξέρω, αλλά είναι η αλήθεια. Βέβαια θα ήμουν απίστευτα τρελός αν δεν παραδεχόμουν ότι η εντροπική θεώρηση των πραγμάτων δε χρησιμεύει σε τίποτε παρά μόνο σε συζήτηση σε ένα χαζό μπλογκ αλλά εμένα μου έδωσε τροφή για σκέψη.

Παράδειγματα που έχουν πλάκα:

Η κίνηση στους δρόμους. Προέρχεται από την έλευση του κόσμου στο χώρο εργασίας. Στοίχισε όλα τα αυτοκίνητα στη σειρά και κάνε τα φανάρια κόκκινα. Τι κινείται; ΤΙΠΟΤΑ. Ενέργεια μηδέν.

Δώσε όσα λεφτά χρειάζονται σε όλους. Τι τους μένει στο χέρι αφού ξεχρεώσουν; ΤΙΠΟΤΑ.

Ψήφισε στις εκλογές με απόλυτη πειθαρχία στο οικογενειακό πολίτευμα. Τάξις και ασφάλεια. Πότε θα αλλάξει η κατάσταση; ΠΟΤΕ.

Δώσε λεφτά στον ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟ ζητιάνο. Θα τα ξοδέψει για να πάρει ότι θεωρεί αυτός θεμιτό. Τσιγάρα, πιτόγυρο, ρούχα, whatevah. Μπορείς να το προβλέψεις; ΟΧΙ. Μπορείς να τον κλέψεις; ΟΧΙ. Δε θα έχει ποτέ αρκετά λεφτά επάνω του. Γιατί; Γιατί με την αταξία του και τη μη προβλεψιμότητα των πράξεών του θα είναι για πάντα ζητιάνος. Ένα βήμα παραπέρα στην κοινωνική βαθμίδα θα τον φέρει αντιμέτωπο με περισσότερη αταξία. Λογαριασμοί, ΔΕΚΟ, σκατά, φατά, ματά, Ε9. Θα πρέπει να παλέψει με την περισσότερη αταξία για την "καλύτερη" κατάσταση ισορροπίας...

Και πάει λέγοντας.

Πλάκα δεν έχει;

(to be continued)









4 σχόλια:

Τρυποκάρυδος είπε...

Ως συνάδελφοςχημικός αλλά και ως σνάδελφος μπλόγκερ ταπεινά υποκλίνομαι μπροστά σου.

Sacred Chemist είπε...

Έλα βρε, αμπελοφιλοσοφίες να περνάει η ώρα.

(Ευχαριστώ φυσικά, κοκκίνισα ελαφρώς)

Πως θες να εξελιχθεί το τρίτο μέρος; ΝΑΙ ΚΑΝΩ ΓΚΑΛΟΠ. :P

Τρυποκάρυδος είπε...

Όπως σου βγει. Καλά το πας. Περιμένω φυσικά με αγωνία το τελικό συμπέρασμα του μίνι αυτού thesis χεχε.

ephee είπε...

Μεσοβδόμαδα έλειπα, είχαμε μουσαφίρηδες, μου'φαγε ο σκύλος την εργασία, πάω να δω και το τρίτο.