ما الأنتروبيا؟ يتم استخدام هذا التعبير بعدة معاني في العلم والتقنية. بالنسبة لعالم الكيمياء، "هي دالة لحالة نظام ديناميكي حراري"، بينما قد يرى عالم الفيزياء " أنها مقياس لفوضى في نظام ما "، وقد يصل مهندس الاتصالات إلى فكرة مختلفة جدا، فالأنتروبيا بالنسبة إليه قد تكون " المعلومة المتوسطة التي يتم إرسالها أو استقبالها في سلسة من الرسائل

ظهر مفهوم الأنتروبيا في الديناميكا الحرارية في 1864 بواسطة رودلف کلاوسياس) Rudolf Clansius 1822-1888) باعتبارها كمية ترتبط بنظام ديناميكي حراري لا يتغير في عملية دورية معكوسة، لكنه يزداد باستمرار في كل عملية غير معكوسة، حيث أنه دالة لحالة النظام.

في 1872، بدأ لودفيج بولتزمان Ludwig Boltzmann (1844-1906)، في عمله حول النظرية الحركية للغازات، بافتراض البنية الجزيئية للمادة ثم طبق قوانين الميكانيكا التقليدية وأساليب نظرية الاحتمال لإعطاء تفسير إحصائي للأنتروبيا. وخلال مبرهنة H الخاصة به الشهيرة، قدم تفسيرًا لما هو بالغ الصغر لعدم انعكاس يُرى بالعين المجردة. من حيث الجوهر، فإن الدالة H التي عرفها بولزمان كان يمكن تعريفها باعتبارها سالب أنتروبيا كلاوسياس، أي H = - S.

بذلك، فإن مفهوم الأنتروبيا، المبهم من وجهة نظر الديناميكا الحرارية، اكتسب حياة جديدة في نظرية بولتزمان. ويمكن توقع أن يصبح فهم خواص الديناميكا الحرارية للمادة، بعد عمل بولتزمان، أكثر وضوحًا في عقول معاصريه العلميين، لكن كثيرا ما حدث عدم قبول للأفكار الجديدة على نطاق واسع بدون مقاومة، وشهد عمل بولتزمان في النظرية الحركية الجزيئية هجوماً شديدًا بواسطة بعض من معاصريه، مثل عالم الفيزياء إرنست ماخ (1916-1838) وولهلم أوستوالد )  Wilhelm Ostwald 1853- 1938) اللذان اعترضا على النظرية الذرية الجزيئية وقالا بأن النظرية الفيزيائية يجب أن تتعامل فقط مع كميات قابلة للملاحظة يمكن رؤيتها بالعين المجردة، لذلك يجب رفض مفهوم الذرات.

في 1898، كتب بولتزمان "أنا واع بأنني الفرد الوحيد الذي يكافح بشكل ضعيف ضد تيار الزمن. ومتعرضًا لإحباط متزايد، تفاقم أيضًا بفقد واضح للمال، قام بولتزمان بالانتحار في 1906.

تم اعتبار الأنتروبيا الإحصائية التي قدمها بولتزمان أساس لتطور لاحق لهذا المفهوم في إطار الفيزياء الإحصائية، ويجب القول بأنه بعد ابتكار الميكانيكا الكمية، أصبحت مناسبة لصياغة كمية جديدة جديرة بالإعجاب.

في 1948، عندما كان كلود شانون Claudi Shannon (1916-2001) يدرس نقل المعلومات خلال قناة في وجود ضوضاء، قدم كمية، تتفق مع أفكار بولتزمان، أعادت شكليا تعبير الأنتروبيا في الميكانيكا الإحصائية.

خطط شانون لتعميد هذه الكمية الجديدة باسم المعلومات، ولكن لأن هذه الكلمة كانت مستخدمة على نطاق واسع بالفعل فضل كلمة عدم اليقين uncertainty - ومع ذلك، اقترح جون فون نيومان John von Neumann (1903-1957) على شانون استخدام اسم الأنتروبيا:

عليك أن تسميها الأنتروبيا لسببيين: أولاً، وظيفة عدم اليقين الذي تقدمه موجود بالفعل في الميكانيكا الإحصائية مع اسم الأنتروبيا، لذلك لها بالفعل نفس الاسم، وثانيًا، بل والأكثر أهمية، لا يعرف أحد ماهية الأنتروبيا، لذلك يكون لديك ميزة في كل مناقشة.

في وقت ما لاحقا، وجد ليون بريلوين Leon Brillouin (1889-1969) العلاقة بين أنتروبيا شانون وأنتروبيا كلاسيوس وبولتزمان. وبذلك ساهم في توضيح مشكلة قديمة تم مناقشتها على نطاق واسع وتعود إلى القرن الماضي: التناقض الشهير عن شيطان ماكسويل.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

للحفاظ على سلامتها.. متحف الكفيل يشرع بخطته السنوية لصيانة مقتنياته

شعبة التوجيه الديني تنظّم مسابقةً ميدانية بذكرى هدم قبور أئمة البقيع (عليهم السلام)

العتبة العباسية المقدسة تواصل إحياء ذكرى هدم قبور أئمة البقيع (عليهم السلام)

قسم الشؤون الفكرية يعقد اجتماعه الفصلي الأول لعام 2026م

المزيد

الآخبار الصحية

اكتشاف هام قد يمهّد لعلاج جديد للسمنة

تغييرات بسيطة في نمط الحياة تقلل خطر أمراض القلب بنسبة كبيرة

ليس اللب فقط!.. قشرة وبذور المانغو تخفي فوائد صحية مذهلة

زيادة استهلاك الكالسيوم ومنتجات الألبان يحمينا من مشكلات صحية خطيرة

المزيد

الآخبار التكنلوجية

العلماء الروس يكتشفون طريقة تحسن فرص نجاح زراعة الأسنان

لحظة زمنية خاطفة في الدماغ تتحكم في التعلم والحركة

القمر لم يعد مجرد محطة.. خطوة جديدة تغيّر مستقبل البشرية

العلماء يكتشفون "نوعا جديد تماما" من الكواكب

المزيد

مواضيع ذات صلة

الميكانيكا الإحصائية

مقاربة للديناميكا الحرارية

درجة الحرارة والجهد الكيميائي

الأنتروبيا والفيزياء الإحصائية

مقاربة إحصائية

جهود الديناميكا الحرارية

القانون الثالث في الديناميكا الحرارية

القانون الثاني في الديناميكا الحرارية

القانون الأول في الديناميكا الحرارية

النظرية الحركية للمادة

نسبة القيمتين

هل الحرارة هيولة؟