ฟิสิกส์อาจมีจุดมุ่งหมายเพื่อความเรียบง่าย แต่โลกที่อธิบายนั้นยุ่งเหยิง มีความผิดปกติในทุกที่ที่เรามอง ตั้งแต่ก้อนน้ำแข็งที่ละลายไปจนถึงชะตากรรมของจักรวาลในที่สุด แน่นอน นักฟิสิกส์ตระหนักดีถึงความไม่เป็นระเบียบนั้นและใช้แนวคิดเรื่อง “เอนโทรปี” เป็นตัวชี้วัดความผิดปกติมานานแล้ว หนึ่งในเสาหลักของวิทยาศาสตร์กายภาพ เอนโทรปีสามารถใช้ในการคำนวณประสิทธิภาพของเครื่องจักรความร้อน
ทิศทาง
ของปฏิกิริยาเคมี และวิธีการสร้างข้อมูล มันยังให้คำอธิบายว่าทำไมเวลาจึงไหลไปข้างหน้า ไม่ใช่ย้อนกลับ คำจำกัดความของเอนโทรปีของเราแสดงโดยหนึ่งในสูตรที่มีชื่อเสียงที่สุดในฟิสิกส์ และมีอายุย้อนกลับไปกว่าหนึ่งศตวรรษจากผลงานของนักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย และนักเคมีชาวอเมริกันอย่างไรก็ตาม
เป็นเวลากว่า 20 ปีแล้วที่ นักฟิสิกส์ชาวกรีกซึ่งประจำอยู่ที่ศูนย์วิจัยฟิสิกส์ของบราซิล (CBPF) ในเมืองรีโอเดจาเนโร ได้โต้แย้งว่าเอนโทรปีจำเป็นต้องมีการปรับแต่ง สถานการณ์ตาม ค่อนข้างเหมือนกับกลศาสตร์นิวตัน – ทฤษฎีที่ทำงานอย่างสมบูรณ์จนกว่าความเร็วจะเข้าใกล้ความเร็วของแสง
ซึ่ง ณ จุดนี้ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของ จะต้องเข้ามาแทนที่ในทำนองเดียวกัน กล่าวว่า เอนโทรปี ตามที่ นิยามไว้ ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ แต่อยู่ภายในขอบเขตที่กำหนดเท่านั้น หากระบบขาดความสมดุลหรือองค์ประกอบต่างๆ ของระบบต้องพึ่งพาอาศัยซึ่งกันและกัน เขาเชื่อว่าคำนิยามอื่นควรเข้ามา
แทนที่ รู้จักกันในชื่อ “เอนโทรปีของ Tsallis” หรือ “เอนโทรปีที่ไม่เติมแต่ง” เป็นครั้งแรกที่ เป็นผู้เสนอในบทความปี 1988 ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นบทความที่มีผู้อ้างอิงมากที่สุดซึ่งเขียนโดยนักวิทยาศาสตร์ ( หรือกลุ่มนักวิทยาศาสตร์) ซึ่งตั้งอยู่ในบราซิล จนถึงขณะนี้มีการอ้างอิงมากกว่า 3,200 ครั้ง ตามรายงานของ
สำหรับหลาย ๆ คนที่ศึกษากลศาสตร์ทางสถิติ เอนโทรปีของ Tsallis ทำให้มีมุมมองที่กว้างขึ้นว่าความผิดปกติเกิดขึ้นอย่างไรในระบบที่มองด้วยตาเปล่า “เอนโทรปีของ Tsallis เป็นความก้าวหน้าที่น่าทึ่งในกลศาสตร์เชิงสถิติ อุณหพลศาสตร์ และสาขาที่เกี่ยวข้อง” ทานาซิส โฟคัส นักคณิตศาสตร์ประยุกต์
แห่งมหาวิทยาลัย
เคมบริดจ์ในสหราชอาณาจักรกล่าว ในความเป็นจริง Fokas กล่าวไปไกลถึงการกล่าวว่าผลงานที่ตามมาซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากการค้นพบของ Tsallis นั้นเป็น “กระบวนทัศน์ใหม่ในฟิสิกส์เชิงทฤษฎี”แม้ว่าเอนโทรปีของ Tsallis จะแตกแยก นักฟิสิกส์จำนวนมากเชื่อว่าเขาไม่ได้ค้นพบอะไรที่กว้างกว่านี้เลย
แต่เสียงของผู้คัดค้านเหล่านี้กำลังหายไปอย่างรวดเร็วท่ามกลางฝูงชนที่สนับสนุน โดยกระดาษต้นฉบับถูกนำไปใช้กับทุกสิ่งตั้งแต่การสร้างภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กไปจนถึงฟิสิกส์ของอนุภาค แอปพลิเคชั่นเหล่านี้ใช้ประโยชน์จากทฤษฎีการปฏิวัติอย่างแท้จริงหรือไม่? หรือพูดอีกอย่างคือ
เอนโทรปีในฐานะคุณสมบัติทางกายภาพได้รับการแนะนำโดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน รูดอล์ฟ คลอสเซียส ในช่วงกลางทศวรรษที่ 1860 เพื่ออธิบายพลังงานสูงสุดที่มีสำหรับงานที่มีประโยชน์ในเครื่องยนต์ความร้อน คลอสเซียสยังเป็นคนแรกที่กล่าวถึงกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ในแง่ของเอนโทรปี
โดยกล่าวว่า
เอนโทรปีหรือความไม่เป็นระเบียบของระบบที่แยกออกมานั้นจะเพิ่มขึ้นเสมอ และเอนโทรปีของจักรวาลจะมีแนวโน้มสูงสุด จนกระทั่งถึงงานของ Boltzmann ในช่วงปลายทศวรรษ 1870 อย่างไรก็ตาม เอนโทรปีนั้นถูกกำหนดอย่างชัดเจนตามสูตรที่มีชื่อเสียงS = k B ln W โดยที่Sคือเอนโทรปีk BW
คือจำนวนของไมโครสเตตที่มีอยู่ในระบบ หรืออีกนัยหนึ่งคือจำนวนวิธีที่ระบบสามารถจัดเรียงในระดับจุลภาคได้ สูตรของ Boltzmann – โด่งดังจนสลักไว้บนหลุมศพของเขาในเวียนนา (โดยS = k log W ) – แสดงให้เห็นว่าเอนโทรปีเพิ่มขึ้นทางลอการิทึมตามจำนวนของไมโครสเตต
นอกจากนี้ยังมีแนวโน้มที่จะจัดชั้นเอนโทรปีเป็นคุณสมบัติ “กว้างขวาง” นั่นคือ คุณสมบัติ เช่น ปริมาตรหรือมวล ซึ่งมีค่าเป็นสัดส่วนกับปริมาณของสสารในระบบ ตัวอย่างเช่น เพิ่มขนาดของระบบเป็นสองเท่า และเอนโทรปีก็ควรเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเช่นกัน ซึ่งแตกต่างจากคุณสมบัติ “เร่งรัด” เช่น อุณหภูมิ
ซึ่งยังคงเหมือนเดิมไม่ว่าระบบจะเล็กหรือใหญ่เพียงใดตัวอย่างหนึ่งของเอนโทรปีที่กว้างขวางคือการแพร่กระจายของเหรียญ N เหรียญแต่ละเหรียญมีสองสถานะที่สามารถเกิดขึ้นได้ด้วยความ น่าจะเป็นเท่ากัน หัวหรือก้อย หมายความว่าจำนวนสถานะทั้งหมดสำหรับเหรียญWคือ 2 N ตัวเลขนั้น
สามารถป้อนลงในสูตรของ แต่เนื่องจากเลขชี้กำลังในลอการิทึมสามารถย้ายไปไว้ข้างหน้าลอการิทึมเดียวกันกับตัวคูณ นิพจน์จึงลดความซับซ้อนลงเป็นS = Nk B ln 2 กล่าวอีกนัยหนึ่ง เอนโทรปีคือ สัดส่วนกับNจำนวนเหรียญหรือสสารในระบบ ตามคำนิยาม มันกว้างขวางมาก
สูตรของ ไม่ใช่คำสุดท้ายเกี่ยวกับเอนโทรปี สูตร ที่กว้างกว่านั้นใช้เพื่ออธิบายระบบที่มีไมโครสเตตซึ่งมีความน่าจะเป็นที่จะเกิดขึ้นต่างกัน ตัวอย่างเช่น ในชิ้นส่วนของโลหะที่วางอยู่ในสนามแม่เหล็ก สปินของอิเล็กตรอนภายในมีแนวโน้มที่จะจัดแนวขนานมากกว่าแนวขนานกับเส้นสนาม
ในสถานการณ์สมมตินี้ เมื่อสถานะหนึ่ง (แนวขนาน) มีความเป็นไปได้สูงที่จะเกิดมากกว่าอีกสถานะหนึ่ง (แนวต้านขนาน) ค่าเอนโทรปีจะต่ำกว่าในระบบของสถานะที่มีโอกาสเท่ากัน กล่าวอีกนัยหนึ่งการจัดตำแหน่งที่กำหนดโดยสนามแม่เหล็กทำให้ระบบมีระเบียบมากขึ้น อย่างไรก็ตาม
กล่าว และนี่คือจุดสำคัญในมุมมองของเขา เขาเชื่อว่าเอนโทรปีนั้นกว้างขวางไม่ใช่แค่บางเวลาเท่านั้น แต่เป็นตลอดเวลา เขาเชื่อว่าความกว้างขวางของเอนโทรปีได้รับคำสั่งจากกฎของอุณหพลศาสตร์ การคำนวณต้องรักษาเอนโทรปีให้กว้างขวางอยู่เสมอ และถ้าพวกเขาแนะนำเป็นอย่างอื่น การคำนวณเหล่านั้นจะต้องเปลี่ยนแปลง “อุณหพลศาสตร์ตามความเห็นของนักฟิสิกส์เกือบทุกคน
Credit : เว็บสล็อตแท้ / สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์
