(c) Graphicstock

O kostkách ledu ve sklenici: Trochu překvapivý pohled na entropii

Neměli bychom druhou větu termodynamiky chápat spíše tak, že entropie roste směrem do budoucnosti, ale je „časově symetrická“, tedy roste i do minulosti?

Vypadá to velmi divně, pojďme se ale podívat, co se tím myslí. Především, pohybujeme se na úrovni pravděpodobnosti. Ve skutečnosti je možné, že se všechny pomalé částice vody soustředí v jedné polovině nádoby a rychlé ve druhé, na jedné straně voda začne vřít a na druhé mrznout. Je to jen velmi nepravděpodobné.
Teď se zaměřme na situaci, kdy ve sklenici máme kousek ledu, kolem něj studenou vodu a ještě kolem něj vodu o pokojové teplotě. Je jasné, co se (téměř jistě) bude dít dál. Ale jak je to s minulostí? Aktuální stav má nízkou entropii, je tedy velmi nepravděpodobné, že by vznikl náhodně. Jenže co stav kostky ledu ve vodě o pokojové teplotě, ten přece znamená předpokládat ještě mnohem unikátnější situaci, menší pravděpodobnost. Čili něco nepravděpodobného vysvětlujeme tím, že tomu předcházelo cosi ještě méně pravděpodobného – a tak dále do minulosti. Je to absurdní, protože když už musíme připustit statistickou fluktuaci, měli bychom připouštět tu pokud možno nejnižší. Tak uvažuje Brian Greene, fyzik a popularizátor známý především knihou Elegantní vesmír.
Problém je ovšem v tom, že chápání entropie podle druhé věty termodynamiky jako neustále rostoucí veličiny odpovídá naší zkušenosti: na začátku byl v naší sklenici (téměř jistě) stav s ještě nižší entropií, protože někdo do vody dal kostky ledu. Entropii jsme vždy viděli narůstat. Vlastně bychom museli přehodnotit celou naši zkušenost – minulost by byla jiná, než si ji pamatujeme.
Co je samozřejmě možné, dostali bychom se tím mj. ke konceptu Boltzmannových mozků (i když ty přímo v Greenově úvaze zmíněny nejsou; viz např. Skutečně nejsme Boltzmannovými mozky?). Problém je, že v takovém případě, tj. nemůžeme-li věřit záznamům pozorování, bychom nemohli věřit ani konceptu fyzikálních zákonů (odvozených v „neiuluzivní“ minulosti); a právě z jejich platnosti přitom vycházela posloupnost úvah vedoucí až k diskusi o entropii.
„Nezbývá tedy, než dojít k tomu, že entropie stále roste od nějakého speciálního kosmologického okamžiku. Velký třesk nastartoval vesmír do stavu nízké entropie… současný pořádek je kosmologickou relikvií,“ uvádí Greene doslova.
Teď se můžeme dostat k otázce, zda druhá věta termodynamiky bude platit i okolo velkého třesku, nicméně zde naše úvaha víceméně končí. Velký třesk měl prostě jakési unikátní vlastnosti. Z čehož vyplývá, že ze speciálních vlastností velkého třesku vyplývá i existence šipky času. (Samozřejmě se to dále nijak nevylučuje se vznikem hvězd a evolucí, i při celkovém růstu entropie mohou vznikat uspořádané systémy; to však předmětem této úvahy vůbec nebylo. Také zcela pomíjíme souvislost času a kvantové mechaniky.)

Zdroj: Brian Greene: Struktura vesmíru, Paseka 2012

Týden na ITBiz: DevOps a metriky

Pád trhů, došlo i na Apple. Letos naposledy podniky utratí více za on-premises než za …

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close