المناهج

ما هي الانتروبيا ” مقياس الفوضى “

يرجع الفضل في ظهور الانتروبيا للعالم سادي كارنوت وكان ذلك في عام 1824 م من حيث الربط بين العمل الغامض والمفيد ، مثل الطريقة التي يعمل بها المحرك البخاري ، وهو يعمل بطريقة فعالة وأكثر أهمية في الوقت الحالي وأصبح يمثل حقيقة واقعية وان التفت لذلك الاستنتاج مسبقا ، فقد لا تستطيع أن تترك هذه الحقيقة الباردة وقد تكون أحيانا قاسية.

مفهوم الانتروبيا

فعند عد بعض الجزيئات ووجود صندوق مليء بالهواء وطلب أحد الأفراد قياس الخصائص له فعلى الفور سيقوم عقلك ، بجلب مسطرة قياس الحرارة ترمومتر وتقوم بحساب الرقم العلمي له من الضغط ودرجة الحرارة والحجم ، ولكن السبب الوجيه لمعرفة الهواء هو واقع الفعلي الجزيئات المجهرية المضطربة والرنانة .

وعليك التوقع لتسجيل السرعات الاتجاهية وجميع المواضع ، للجزء الواحد وقد يترك البعض هذه الأمور ويرى أنها نوعا من السخافة والتعقيد الزائد عن الحد ، ولكن  أخيرا قد تستنتج عددا من الأرقام الهامة مثل الضغط ودرجة الحرارة وجميع المعلومات المذكورة ستحقق لك فائدة كبيرة خاصة عند فتح صندوق الهواء ، وكذلك ما إذا قامت بتفجيرها أو ضغطه فجميع الجزيئات الموجودة به قد تقوم بترتيب نفسها دون أدنى تدخل منك.

سبب تغير الانتروبيا

وهذا هو مربط الفرس من الوسائل المتعددة عند إعادة ترتيب جزيئات الهواء وكل الطرق يترتب عليها نفس معدل الضغط والحجم وقياس درجة الحرارة ، وقد تقوم بتغير جسيم مع آخر ولكن هل يمكنك ملاحظة ذلك وقد يظهر لك بأنك لن تحدث أي تغير وستبقى الجسيمات كما هي من الحجم ودرجة الحرارة والضغط ويتضح جليا من خلال كل ذلك مفهوم الانتروبيا ، فهي تستطيع ترتيب جميع الجزيئات الضئيلة في الهواء ويمكن من خلالها الحصول لنفس مجموع القياسات التي قمت برؤيتها ومن أمثلة ذلك درجة الحرارة .

التغيرات الزمنية

فقد يكون هناك رقم لا ينخفض فقد تكتشف ذلك عند قيامك بنظافة غرفتك ويكون قد بذل مجهودا كبيرا إلى أن تم الوصول ليوم الإجازة الأسبوعية ، وقد يستيقظ من النوم في الساعات المبكرة ويحتسب كوبا من الشاي ويقوم بعمل شئ كان يرتب له في يوم إجازته ، وهو تنظيف غرفته من جميع الزوايا ومن أعلاها أسفلها وتكون الغرفة جميلة ومرتبة ووضع جميع الأشياء في مكانها وبذلك يكون أنجزت كل شئ .

ولكن هذا النموذج النظامي الذي تم الوصول له في الغرفة قد لا يستمر لوقت طويل وقد بذلت في ذلك عدد من الجهد ، وركزت تركيزا كبيرا وكل ذلك لا يكفل لك إستمرار غرفتك نظيفة لعدد من السنوات القادمة فقد يحدث تغير في بعض أماكن الأشياء وسينتج عنها عدم ظهور الغرفة بالمظهر الجمالي ، مثل وجود الوسادة غير النظيفة وجورب متسخ في الغرفة فهي أصبحت الغرفة مكان فوضوي وكذلك وجود عدد من المتبقي من السلع الغذائية ويكون موجود بالغرفة .

مجموع الإجراءات التي تم اختيارها فهي التي يمكن قياس مدى نظافة الغرفة من خلالها ولكن هناك عدد كبير من القياسات الفوضوية ، وما أصابه غرفتك بعد قيامك بتنظيفها ولكن بقاء تلك الحجرة نظيفة لفترة كبيرة ليس أمرا اعجازيا فقد يحدث شيء غير متوقع يعيد كل الأشياء في مكانها المناسب في الغرفة ، ولكن تكون تلك الفرضية مماثلة تماما للربح الذي قد يحدث بعدد من المسابقات الكبرى .

ففي هذا السباق فسيكون هناك توقع كبير بأنك لا تكون من ضمن الفائزين ، الميزان سيميل في الكفة التي تظهر فيها الحجرة غير نظيفة وفوضوية ، ويكون ذلك نتيجة مؤكدة عن طريق عدد من الوسائل سهلة الوقوع.

قانون المطاع والانتروبيا

فلا يوجد أي ممانعة من اتحاد الجزيئات المكونة للهواء في غرفتك وقيامها بالإتجاه في ناحية واحدة فلا يكون هناك قانون للتفاعل الجزيئي ولجميع الجسيمات يمنع حدوث ذلك ، ولكن قد يتحكم بها الحركات العشوائية وعدد من التصادمات ولا يمكن تحديد ذلك فالأعاصير الجزئية نشاطها غير قابل الإنتهاء .

والتحركات الناتجة عن ذلك سيكون الهواء فيها غير منظم وفوضوي ، الجزيئات المشكلة للهواء تتوزع بشكل منتظم في جميع أجزاء الغرفة ، ويرجع ذلك لعدد من الأسباب المتنوعة ولكن بأن تنحصر أجزاء الهواء في ناحية واحدة فيكون فرصة ذلك ضعيفة .

وعلى كل حال فلكي يتم الإنتقال من الفوضى إلى النظام فقد يحتاج ذلك لمجموعة من الطاقات المختلفة وكذلك عدم النظام عند منافسته مع الترتيب والنظام فقد تزيد فرص الأول ، في الحدوث بأضعاف فرص الثاثي عند عدم حدوثها فهو يقارب عدد من 1 إلى الآف من المليارات ففرض وجود الحجرة نظيفة يكون بطريقة واحدة أما عدم نظامها ، فهناك عدد كبير من الطرق لكي يحدث ذلك، مثل وجود عدد متبقى من الطعام في الغرفة أو أشيائك المتسخة بها ويمكن قياس درجة الضغط والحرارة .

أهمية الانتروبيا

فهي تقدم لنا عدد كبير للغاية من الطرق الممكنة التي يمكن من خلالها إعادة تنظيم الغرفة ، وتساعدك في الحصول على نسب من التقييم العالية ، وإعادة ترتيب جميع الأنظمة التي ضربت بها كافة العوامل المرتبطة بالفوضى ولذلك هناك سعي دائم من نسب أعداد كبيرة في أفراد المجتمع في الحصول على قدر كبير من الانتروبيا .

يرجع السبب في كل ذلك بأنه هناك الآلاف من الطرق التي تؤدي بها إلى هدم المكان النظامي أما اعادة الترتيب فهو الذي تلعب فيه الانتروبيا دورا هاما وفعالا ، وهي له أيضا عدد من الكم الرياضي الذي يتم تداوله في العلم الخاص بالديناميكا الحرارية ، وتساوي عدد من الرموز والنواتج التي تترتب على حلها وفهمها ، ومدى الكم الحراري وما يرتبط به من الفقد والتحول للكسب ، وقياس درجة الحرارة التي يتم منها الإنطلاق  عند عمل ذلك ويعبر عن الأنروبيا بالرمز في الديناميكا الحرارية ويقاس به الفوضى العشوائية التي تكون موجودة .

العرض الجانبي للانتروبيا والوعي البشري

الطبيعة العقلية لنا فقد تكون له الميل إلى اللانظام وهو ما يماثل الانتروبيا والوعي له قد يكون هو العرض الجانبي له ويماثل في ذلك الطبيعة الكونية ، وقد أمضت العقول فترات طويلة للغاية في فهم الأشياء الموجودة في البيئة، ورغم أن الوعي البشري هو أهم ما يميز الطابع البشر إلا أن العلماء غير قادرين على معرفة  المصدر الرئيس والسبب لامتلاكه .

ولكن وفقا للدراسات الحديثة لعدد من الباحثين الفرنسيين والكنديين وقام بأطروحة جديدة له في الدراسة وهي قد يكون الوعي نتاج طبيعي نتيجة كمية المعرفة والمعلومات التي تكون مخزنة في عقول الأفراد أم هو من الأعراض الجانبية التي تكون مصاحبة الانتروبيا .

ولكن تمثل الانتروبيا مرحلة التحول من اللانظامية إلى النظام فقد يكون هناك موجود بيضة وعند القيام بمزجها بعضها البعض ، قد يحدث أمر لا نظامي به وهو ما يقوم عدد كبير من العلماء بالتفسير عنه بأنه عند حدوث الإنفجار في الكون ، فترتب عن ذلك عدد كبير من التحول من الانتروبيا بنسبة قليلة وتحولها لنسب مرتفعة منها ومتقدمة .

والجدير بالذكر بأن القانون الثاني للديناميكا الحرارية يسن قانونا بأن الانتروبيا ، هي التي يمكنها الزيادة في معدل النظام ، فهي قد تفسر لما لا يقوم الزمان سوى بالتقدم فقط .

وقد ربط بذلك العلماء بين الطريقة التي تفكر به العقول وما إذا كان هناك نمط معين في اختيار العقل وهي التي تقوم بتنظيم الأمور المرتبطة بالوعي فيه ، وقد استخدم عدد من العلماء من جامعة باريس وتورنتو نظرية الميكانيكا الإحصائية  عند دراسة العقول على مجموعة من الأشخاص وما يتعلق به من الوعي.

السابق
خصائص عنصر البزموت
التالي
حل فيزياء 2 الفصل الأول الحركة الدورانية مقررات