Πρώτα πρέπει να ξεκαθαρίσουμε ότι η εντροπία δεν έχει σχέση με την «αντροπή» που μου έλεγε η γιαγιά μου όταν έκαμνα αταξίες, πρόκειται για κάτι εντελώς διαφορετικό. Εντροπία είναι ένα πολύ σημαντικό φυσικό μέγεθος, στο οποίο μπορούμε άνετα να επιρρίψουμε ευθύνες για όλα τα «σαντανώματα» της ζωής μας.
Τι κοινό έχουν ένα χαοτικό γραφείο, η παγκόσμια ανάγκη για ελευθερία, φαινομενικά άσχετα μεταξύ τους; Τον 2ο Νόμο της Θερμοδυναμικής που έχει επίδραση στα πάντα και στους πάντες. Η διατύπωσή του είναι πολύ απλή: ο βαθμός αταξίας (εντροπία) σε ένα σύστημα πάντα αυξάνει.
Μπορείτε άνετα να επιρρίψετε όλα τα «στραβά» της ζωής σας στην εντροπία. Μπορείτε να ξεγελάσετε τους νόμους της τροχαίας, τους νόμους του κράτους κτλ, αλλά όχι τον Νόμο της εντροπίας, τον 2ο Νόμο της Θερμοδυναμικής. Αποτελεί το προεδρικό βέτο για το τι επιτρέπεται ή όχι. Χωρίς αυτόν τα πάντα θα ήταν μαγικά. Είδατε ποτέ ένα γυάλινο ποτήρι που έχει γίνει θρύψαλα να επανασυγκολλάται από μόνο του; Έχει ποτέ καθαριστεί και συγυριστεί το σπίτι σας από μόνο του; Αντίθετα, το καθαρίζετε, το συγυρίζετε και πάλι από την αρχή.
Μην ανησυχείτε, δεν φταίτε εσείς. Η εντροπία φταίει. Άλλοι νόμοι μπορούν να αμφισβητηθούν, αυτός όχι.
Φανταστείτε ότι θέλετε να σταθμεύσετε το αυτοκίνητό σας σε έναν πολύ μικρό χώρο μεταξύ δυο αυτοκινήτων. Είναι πολύ δύσκολο, αλλά αντίθετα όταν φεύγετε είναι πολύ πιο εύκολο. Γιατί άραγε; Γιατί όταν παρκάρετε υπάρχει μόνο μια δυνατή θέση, ενώ φεύγοντας υπάρχουν πολλές πιθανές θέσεις. Υπάρχουν πολλές θέσεις αταξίας, ενώ μόνο μια θέση ευθυγράμμισης.
Αν πάλι γεμίσεις ένα κουτί με ίσο αριθμό άσπρων και μαύρων βόλων, υπάρχουν άπειρες θέσεις όπου οι βόλοι είναι ανάμικτοι, αλλά μόνο μια θέση όπου οι άσπροι είναι στη μια πλευρά και οι μαύροι είναι στην άλλη. Άρα, τελικά, επικρατεί αταξία, αναμιγνύονται και η εντροπία αυξάνει.
Πόσες φορές έχουμε ακούσει τη λέξη ελευθερία για την οποία είναι διατεθειμένοι να πεθάνουν οι άνθρωποι, «παρά 40 χρόνια σκλαβιά και φυλακή, καλύτερα μιας ώρας ελεύθερη ζωή» έλεγε ο Ρήγας Φεραίος. Ας υποθέσουμε ότι κάποιος είναι περιορισμένος σε φυλακή υψίστης ασφαλείας, οπότε βρίσκεται σε ένα μικρό χώρο και όλα ακολουθούν συγκεκριμένο ωράριο και πρόγραμμα. Δεν μπορεί να υπάρχει αταξία, η εντροπία είναι πολύ μικρή. Αντίθετα, αν κάποιος είναι ελεύθερος, μπορεί να ταξιδεύει όπου θέλει (πολλές πιθανότητες) και να κανονίζει διαφορετικό πρόγραμμα κάθε μέρα (μεγάλη εντροπία). Ακόμα και στην ίδια τη ζωή μας ισχύει ο νόμος της εντροπίας.
Τι γίνεται όταν θέλουμε να πάμε πίσω στον χρόνο; Αφού η εντροπία του συστήματος πάντα αυξάνει, τότε αν κινηθούμε προς τα πίσω, η εντροπία θα είναι μικρότερη. Άρα, δεν γίνεται.
Τη βδομάδα που πέρασε βρισκόταν στην Κύπρο προσκεκλημένος του Τμήματος Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου (καθηγητής Κώστας Μουλόπουλος) ο καθηγητής Assa Auerbach (Technion, Ισραήλ). Εκτός της ερευνητικής του εργασίας στη θεωρητική φυσική, που δεν θα προσπαθήσω να εξηγήσω εδώ, έγραψε και ένα εικονογραφημένο βιβλίο στο οποίο εξηγεί μέσα από μια ιστορία την έννοια της εντροπίας και τον 2ο Νόμο της Θερμοδυναμικής σε ένα παιδί 10 χρονών (www.maxthedemon.com). Ο ίδιος εξηγεί την όλη ιδέα στο https://www.youtube.com/watch?v=yJnx34Vrj48. Η ιστορία με τίτλο «Ο υπερήρωας Μαξ εναντίον της Εντροπίας» έχει ως εξής: σε ένα μακρινό πλανήτη, την Ταχυονία, ο Σερ Βιο παρακολουθεί την υπερθέρμανση του πλανήτη Γη και επειδή ανησυχεί για το μέλλον επιστρατεύει τον νεαρό Μαξ να τη σώσει. Οι εντολές του Μαξ είναι να κατεβεί στη Γη, και να βρει τρόπο να μειώσει την Εντροπία καταστρατηγώντας τον 2ο Νόμο της Θερμοδυναμικής. Ο Μαξ διαμαρτύρεται ισχυριζόμενος ότι δεν γνωρίζει τίποτε για τη δύστροπη Εντροπία οπότε ο Σερ Βιο τον βάζει να κάμει ιδιαίτερα ταχύρρυθμα μαθήματα με τους Rumford, Carnot, Boltzmann (σπουδαίοι φυσικοί που ασχολήθηκαν με το θέμα). Ο Μαξ, αφού μαθαίνει όλα τα σχετικά, νομίζει ότι βρήκε τη λύση ώστε να ελαττώσει την Εντροπία. Όμως, ο δικτάτορας του Εργοδιστάν, στη Χαοτία, κλέβει το μυστικό και δημιουργεί ένα πυρηνικό εργοστάσιο βασισμένο στη λανθασμένη λύση του Μαξ, το οποίο τελικά ανατινάσσεται. Ο Μαξ είναι πολύ στενοχωρημένος και έρχεται ο Feynmann να του εξηγήσει ότι ο 2ος Νόμος είναι «σιδηροκέφαλος».
Πολύ ενδιαφέρον βιβλίο, στο οποίο εξηγούνται με απλά λόγια οι αρχές της φυσικής.
Ενδιαφέρουσα επίσης και η προτροπή του Auerbach προς τα παιδιά: να ρωτάτε τους καθηγητές σας, μην πιστεύετε παθητικά όσα σας λένε.
Τι κοινό έχουν ένα χαοτικό γραφείο, η παγκόσμια ανάγκη για ελευθερία, φαινομενικά άσχετα μεταξύ τους; Τον 2ο Νόμο της Θερμοδυναμικής που έχει επίδραση στα πάντα και στους πάντες. Η διατύπωσή του είναι πολύ απλή: ο βαθμός αταξίας (εντροπία) σε ένα σύστημα πάντα αυξάνει.
Μπορείτε άνετα να επιρρίψετε όλα τα «στραβά» της ζωής σας στην εντροπία. Μπορείτε να ξεγελάσετε τους νόμους της τροχαίας, τους νόμους του κράτους κτλ, αλλά όχι τον Νόμο της εντροπίας, τον 2ο Νόμο της Θερμοδυναμικής. Αποτελεί το προεδρικό βέτο για το τι επιτρέπεται ή όχι. Χωρίς αυτόν τα πάντα θα ήταν μαγικά. Είδατε ποτέ ένα γυάλινο ποτήρι που έχει γίνει θρύψαλα να επανασυγκολλάται από μόνο του; Έχει ποτέ καθαριστεί και συγυριστεί το σπίτι σας από μόνο του; Αντίθετα, το καθαρίζετε, το συγυρίζετε και πάλι από την αρχή.
Μην ανησυχείτε, δεν φταίτε εσείς. Η εντροπία φταίει. Άλλοι νόμοι μπορούν να αμφισβητηθούν, αυτός όχι.
Φανταστείτε ότι θέλετε να σταθμεύσετε το αυτοκίνητό σας σε έναν πολύ μικρό χώρο μεταξύ δυο αυτοκινήτων. Είναι πολύ δύσκολο, αλλά αντίθετα όταν φεύγετε είναι πολύ πιο εύκολο. Γιατί άραγε; Γιατί όταν παρκάρετε υπάρχει μόνο μια δυνατή θέση, ενώ φεύγοντας υπάρχουν πολλές πιθανές θέσεις. Υπάρχουν πολλές θέσεις αταξίας, ενώ μόνο μια θέση ευθυγράμμισης.
Αν πάλι γεμίσεις ένα κουτί με ίσο αριθμό άσπρων και μαύρων βόλων, υπάρχουν άπειρες θέσεις όπου οι βόλοι είναι ανάμικτοι, αλλά μόνο μια θέση όπου οι άσπροι είναι στη μια πλευρά και οι μαύροι είναι στην άλλη. Άρα, τελικά, επικρατεί αταξία, αναμιγνύονται και η εντροπία αυξάνει.
Πόσες φορές έχουμε ακούσει τη λέξη ελευθερία για την οποία είναι διατεθειμένοι να πεθάνουν οι άνθρωποι, «παρά 40 χρόνια σκλαβιά και φυλακή, καλύτερα μιας ώρας ελεύθερη ζωή» έλεγε ο Ρήγας Φεραίος. Ας υποθέσουμε ότι κάποιος είναι περιορισμένος σε φυλακή υψίστης ασφαλείας, οπότε βρίσκεται σε ένα μικρό χώρο και όλα ακολουθούν συγκεκριμένο ωράριο και πρόγραμμα. Δεν μπορεί να υπάρχει αταξία, η εντροπία είναι πολύ μικρή. Αντίθετα, αν κάποιος είναι ελεύθερος, μπορεί να ταξιδεύει όπου θέλει (πολλές πιθανότητες) και να κανονίζει διαφορετικό πρόγραμμα κάθε μέρα (μεγάλη εντροπία). Ακόμα και στην ίδια τη ζωή μας ισχύει ο νόμος της εντροπίας.
Τι γίνεται όταν θέλουμε να πάμε πίσω στον χρόνο; Αφού η εντροπία του συστήματος πάντα αυξάνει, τότε αν κινηθούμε προς τα πίσω, η εντροπία θα είναι μικρότερη. Άρα, δεν γίνεται.
Τη βδομάδα που πέρασε βρισκόταν στην Κύπρο προσκεκλημένος του Τμήματος Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου (καθηγητής Κώστας Μουλόπουλος) ο καθηγητής Assa Auerbach (Technion, Ισραήλ). Εκτός της ερευνητικής του εργασίας στη θεωρητική φυσική, που δεν θα προσπαθήσω να εξηγήσω εδώ, έγραψε και ένα εικονογραφημένο βιβλίο στο οποίο εξηγεί μέσα από μια ιστορία την έννοια της εντροπίας και τον 2ο Νόμο της Θερμοδυναμικής σε ένα παιδί 10 χρονών (www.maxthedemon.com). Ο ίδιος εξηγεί την όλη ιδέα στο https://www.youtube.com/watch?v=yJnx34Vrj48. Η ιστορία με τίτλο «Ο υπερήρωας Μαξ εναντίον της Εντροπίας» έχει ως εξής: σε ένα μακρινό πλανήτη, την Ταχυονία, ο Σερ Βιο παρακολουθεί την υπερθέρμανση του πλανήτη Γη και επειδή ανησυχεί για το μέλλον επιστρατεύει τον νεαρό Μαξ να τη σώσει. Οι εντολές του Μαξ είναι να κατεβεί στη Γη, και να βρει τρόπο να μειώσει την Εντροπία καταστρατηγώντας τον 2ο Νόμο της Θερμοδυναμικής. Ο Μαξ διαμαρτύρεται ισχυριζόμενος ότι δεν γνωρίζει τίποτε για τη δύστροπη Εντροπία οπότε ο Σερ Βιο τον βάζει να κάμει ιδιαίτερα ταχύρρυθμα μαθήματα με τους Rumford, Carnot, Boltzmann (σπουδαίοι φυσικοί που ασχολήθηκαν με το θέμα). Ο Μαξ, αφού μαθαίνει όλα τα σχετικά, νομίζει ότι βρήκε τη λύση ώστε να ελαττώσει την Εντροπία. Όμως, ο δικτάτορας του Εργοδιστάν, στη Χαοτία, κλέβει το μυστικό και δημιουργεί ένα πυρηνικό εργοστάσιο βασισμένο στη λανθασμένη λύση του Μαξ, το οποίο τελικά ανατινάσσεται. Ο Μαξ είναι πολύ στενοχωρημένος και έρχεται ο Feynmann να του εξηγήσει ότι ο 2ος Νόμος είναι «σιδηροκέφαλος».
Πολύ ενδιαφέρον βιβλίο, στο οποίο εξηγούνται με απλά λόγια οι αρχές της φυσικής.
Ενδιαφέρουσα επίσης και η προτροπή του Auerbach προς τα παιδιά: να ρωτάτε τους καθηγητές σας, μην πιστεύετε παθητικά όσα σας λένε.
