Физикада кдйтымды процестер де бар. Олар уақыттың оң
жөне теріс бағыттарында да орынды. Кдрапайым мысал
ретінде доптъщ жерге соғылуын келтіруге болады. Доп жоғары
қарай
көтерілу
кезінде
оның
кинетикалық энергия сы
потенциалдық энергияға айналады, ал төмендеу кезінде
керісінше. Алайда механикалық энергияның бір бөлігі
жылулық энергияға ауысуы садцарьшан, доптың серпілуі
уақыт өте дщғарылады. Мысал ретінде маятниктің тербелуін,
камертонный, дыбыс шығаруын да келтіруге болады. Бірақ
келтірілген мысалдардьщ кейбіреуі
қайтымсыз құбылыстар.
Физикалық
процесс
бір
бағытта,
яғни
механикалық
энергияньщ жылулық энергияға өзгеру бағытьшда өтеді.
Мұндай жағдайда күй ықтималдығы энтропиямен бірге өседі,
ал энтропия шамасының өзгеруін
әрдайым есептеп табу
мұмкін емес.
Энтропияның система күйі ықтималдығымен Р байланысы
мынадай формуламен анықгалады:
S = k \ n P
мұндағы к—Больцман тұрақтысы. Л.Больцман—австрия физигі,
алғаш,
1872
жылы,
энтропияны
In Р шамасымен
байланыстырған. Ал келтірілген формуланы 1906 жылы
М.Планк жазған болатын.
Жоғарыдағы энтропия үшін жазылған екі формуланы
талдай отырып Р Клаузиус Әлемнің "жылулық өлімінің" амал-
сыз болуы туралы тұжырым жасады. Ол бойынша энтроггиясы
максимумге жеткен күйде энергияньщ барлық түрі Әлемде
заттар бойьпшіа біркелкі таралған молекулалардьщ жылулық
қозғалысының энергиясына (энергия диссипациясы) айна-
луы керек; осьщан кейін Әлемде барлық макроскопиялық
процестер тоқталады.
Л. Больцман бұл теорияны қодцамады, бірақ та жоқкд
шығара алған жоқ.
Әлемніц
'жылулық өлімі"
туралы
тұжырымның дұрыс еместігін біржола космология теориясы
(1Л6 б. қара) дәлелдеді. Бұл теория бойынша Әлем кеңеюде
және стационарлы емес. Тартылыс күшін ескере отырып
Әлемдегі
заттардың
біртекті
изотермиялық
таралу
ықтималдыгы өте
томен деуге болады және энтропияның
максимумьгна сәйкес келмейді.
Системаның бір бөлігіндегі энтропияның төмендеуі,
ал
екінші бөлігіндегі энтропияның артуы пайда болтан одан да
23
күрделі құрылымдардан оны сырткэ шығаруы деп болжауға
болады. Мұны баскдша да айтуға болады. Белгілі құрылымы
бар системаға қоршаған құрылымсыз ортадан "негэнтропия”
ағыны, яғни теріс тацбалы энтропия беріледі. Атакты физик
Э.
Щредингер
жазғандай:
тірі
организмдер
тіршілігіи
жалтстыру
үшін
тамақ
ретінде
энергичны
емес,
"негэнтропияны" пайдалануы кржет. Бұл сөздің магынасы
мынау болса керек-қосымша келген теріс таңбалы энтропия
биологиялық процестер барысындағы амалсыз өсіп бара
жаткдн энтрогшяны компенсадиялайды. Есейген организмде,
дененің массасы секілді, энергияньщ мөлшері де шамамен
тұрақгы. Энергияны сақгау үшін, яғни шыгынды максимал
кеміту үшін, тірі жанға өзін оңашаландыру, изоляциялануы
кджет. Бірақ та бұл процесс энтропияның максималды мәніне
жылдам жетуіне септігін тигізеді, яғни бұл тірі организм ұшін
өліммен тең болады. Энтропияның өсуіне тек жоғары дамыған
системалардың ғана қарсы тура алатын кдбілеттілігі болады.
Системалардьщ
ұйымдастырылу дөрежесі жоғары болтан
сайын, олар орнықты болады (2-бөлімді кдра). Өмір-ол
негэнтропиямен тамақгану. Ирі жандар (организмдер)-сырткц
артык, оң энтропияны шытратын (немесе сырттан теріс
неэнтропияны
алатын)
ашык;
системалар.
Организмде
энтропияны жинақтау-кәрілікке, ескіруге алып келеді, сон-
дықтан да биологтар энтропияны ортнизм нің ескіруінің
өлшемі деп есептейді.
Тек кдна тек тірі жандар емес, сонымен кдтар барлық
күрделі
өзін-өзі ұйымдастыратын жүйелер үтттін
өзіндік
құрылым
осы
негэнтропиямен
корекгенуцің
аркдсында
мүмкін болады (2-бөлімді қара). Ал тірі жандарда, кейбір
биологтардың ойынша, олардың күрделі өзіндік құрылымы
"өзіндегі а н тиэ нтроп и ялы қ күңді" дамытады.
Система күйінің ыкдималдыгы аргқан сайын хаос та өседі
және тәртіп те кемиді. Тәрііп кеміген сайын система туралы
ақпарат та
азаяды.
Сондықтан
ақпарат
(информация)
теориясында система туралы акцараттык, жеткіліксіздік
шамасы ”-І" күй ыктималдығымен Р мынандай байланыста
(энтропия формуласымен үкрас):
- r = k l n P
24
К е р іс ін ш е , с и с т е м а ту р ал ы а қ п а р а т
" I
"тәр тіп ө л ш ем ін щ "
Осы
формулаларды
салыстыра
отырып,
системаның
энтропиясын, ол туралы ащіараттың жеткіліксіздігінің өліиемі
деп, ал негэнтропияны, керісінше, акрараттың өлиіемі деп
санауға болады.
Түйық система тепе-тендік күйге өткен жагдайда әртүрлі
микрокүйлер
тепе-теңдікте
болады,
ягни
системаны
сипаттайтьш параметрлердің-температураның, энергияньщ,
қысымның, көлемнің,...-жиынтығыньщ бір мәніне көптеген
микрокүйлер сай келеді. Олардың саны көп болтан сайын
микроқұрылым
туралы
дерек
аз
болады - э нтропия
S
шамасынъщ максимумы ақпараттың / минимумына сәйкес
келеді. Ал система туралы қосымша информация алу оньщ
құрылымын дәлірек сипаттауға мүмкіндік береді. Сонда
макрокуйдегі элементар күйлердің саны қысқарады-система
күйінің ықгималдыты кемиді және осыған сай система ның
энтропиясы төмендейді және де, керісінше, ол туралы акдарат
көбейеді.
Энтропияның өсу заңьш ақпаратгьщ шамасын бағалаумен
толықгырсақ,
онда “термодинамиканың екінші
заңын
энтропия мен ақпараттың сақгалу заңына” айналды рьт
жіберуге болады. Ақпараттық көзқарас “тірі және тірі емес”
табиғатты біртұгас сипаттауға мүмкіңдік береді” [5]
Әрине,
әруақытта айырмашылықгарды да естен шығармау керек.
Негэнтропия
ақпараттық
түсінікке
пара-пар
емес,
негэнтропия — ақпараттьщ өлшемі. Дегенмен де қызықты
пікірлер бар: ’’адамзатгың пайда болуымен тірі организмдердің
антиэнтропиялық қызметі сапалы сипат алады. Ғалым,
информацияны иемдене отырьш, өзінің ісімен системаның
энтропиясына
(бүған
өзі
және
осы
информацияны
пайдаланатын адамдар қоғамдастыты да кіреді) теріс үлес
қосады. Былайша айтқанда, талым табигат хаосын тәртіпке
келтіретін
секілді.
Искусство
оқигаларды
реттеуге
көмектеспейді,
ол
біздің
оқиғалар
туралы
сезімімізді,
эмоциямызды,
куаньпп-реніштерімізді
біріктіріп
түтас
логарифміне
пропорционал:
Негэнтропия үшін де формула дәл солай жазылады
- S = k l п —
Р
25
Достарыңызбен бөлісу: |
