שינויים

===התיאוריה הקינטית של הגאזים===

===התיאוריה הקינטית של הגאזים===

אחד משיאי ההתפתחות של המדע התיאורטי היה ההסבר של התרמודינמיקה על ידי התיאוריה הקינטית של הגאזים. בסוף המאה ה-19 הצליחו (במקביל) ג'יימס מקסוול הבריטי ולודוויג בולצמן האוסטרי לגזור את חוקי התרמודינמיקה מחישוב ההתנהגות הסטטיסטית של מספר גדול של מולקולות בגז.  

אחד משיאי ההתפתחות של המדע התאורטי היה ההסבר של התרמודינמיקה על ידי התיאוריה הקינטית של הגאזים. בסוף המאה ה-19 הצליחו (במקביל) ג'יימס מקסוול הבריטי ולודוויג בולצמן האוסטרי לגזור את חוקי התרמודינמיקה מחישוב ההתנהגות הסטטיסטית של מספר גדול של מולקולות בגז.  

הם הניחו שהמולקולות בגז מתנהגות ככדורים אלסטיים, וכן הניחו את התפלגות האנרגיה בין המולקולות השונות, ובאמצעות חישובים מכאניים וסטטיסטיים הצליחו לגזור את חוקי התרמודינמיקה. זה היה ניצחון אדיר למדע התיאורטי היות והוא הראה כיצד ניתן לבצע רדוקציה של תיאוריה מאקרוסקופית לתורה האטומית. יש לציין שלפחות 30 שנה לאחר מכן התורה האטומית עדיין הייתה שנויה במחלוקת.

הם הניחו שהמולקולות בגז מתנהגות ככדורים אלסטיים, וכן הניחו את התפלגות האנרגיה בין המולקולות השונות, ובאמצעות חישובים מכאניים וסטטיסטיים הצליחו לגזור את חוקי התרמודינמיקה. זה היה ניצחון אדיר למדע התאורטי היות והוא הראה כיצד ניתן לבצע רדוקציה של תיאוריה מאקרוסקופית לתורה האטומית. יש לציין שלפחות 30 שנה לאחר מכן התורה האטומית עדיין הייתה שנויה במחלוקת.

על פי ניסוח זה '''האנטרופיה היא מדד מסוים לאי-הסדר במערכת'''. האנטרופיה סופרת את מספר ה'סידורים' של המולקולות המתאימים למצב מסוים. נדגים זאת באמצעי מוכר מחיי היום יום: מה מידת ה"אנטרופיה" של החדר שלנו כשהוא מסודר וכשהוא מבולגן?  

על פי ניסוח זה '''האנטרופיה היא מדד מסוים לאי-הסדר במערכת'''. האנטרופיה סופרת את מספר ה'סידורים' של המולקולות המתאימים למצב מסוים. נדגים זאת באמצעי מוכר מחיי היום יום: מה מידת ה"אנטרופיה" של החדר שלנו כשהוא מסודר וכשהוא מבולגן?  

חשוב לציין מספר נקודות:

חשוב לציין מספר נקודות:

* כל נושא החוק השני הוא בעייתי. פילוסופים ופיזיקאים יושבים על המדוכה בעניינו עד היום. למשל, ניתן לראות שיש קשר עמוק בין אנטרופיה ואינפורמציה (ישנו תחום שלם – [[תורת האינפורמציה של שנון]] העוסק באנטרופיה של מידע, שיטות הדחיסה דוגמת ZIP מבוססות עליה). האנטרופיה עצמה נובעת מהמידע החלקי שיש לנו אודות המציאות ברמה המיקרוסקופית. אם כן, בהינתן מידע מלא היינו יכולים לעקוף את החוק השני? (בספרות הדיון נקרא: '[[השדון של מקסוול]]').

* כל נושא החוק השני הוא בעייתי. פילוסופים ופיזיקאים יושבים על המדוכה בעניינו עד היום. למשל, ניתן לראות שיש קשר עמוק בין אנטרופיה ואינפורמציה (ישנו תחום שלם – [[תורת האינפורמציה של שנון]] העוסק באנטרופיה של מידע, שיטות הדחיסה דוגמת ZIP מבוססות עליה). האנטרופיה עצמה נובעת מהמידע החלקי שיש לנו אודות המציאות ברמה המיקרוסקופית. אם כן, בהינתן מידע מלא היינו יכולים לעקוף את החוק השני? (בספרות הדיון נקרא: '[[השדון של מקסוול]]').

* מעמדו של החוק השני בעייתי. יש הרואים בו חוק טבע יסודי, יש הרואים בו חוק הנגזר מהסטטיסטיקה, ויש שכלל לא מכירים בקיומו. מסתורין כבד אופף את המהלך בו נובע חוק א-סימטרי בזמן (האנטרופיה רק גדלה) מחוקים יסודיים יותר הסימטריים בזמן. מבחינה טכנית המהלך הזה נובע מהחלוקה של המרחב לקופסאות - מהלך תיאורטי לחלוטין שאין לו שום משמעות פיזיקלית...

* מעמדו של החוק השני בעייתי. יש הרואים בו חוק טבע יסודי, יש הרואים בו חוק הנגזר מהסטטיסטיקה, ויש שכלל לא מכירים בקיומו. מסתורין כבד אופף את המהלך בו נובע חוק א-סימטרי בזמן (האנטרופיה רק גדלה) מחוקים יסודיים יותר הסימטריים בזמן. מבחינה טכנית המהלך הזה נובע מהחלוקה של המרחב לקופסאות - מהלך תאורטי לחלוטין שאין לו שום משמעות פיזיקלית...

* האם החוק השני תקף גם לגבי חומר? לכאורה גם בשימוש בחומר יש בלאי, שחיקה, וירידה באיכות. כך, למשל, הפלסטיק המופק מבקבוקים ממוחזרים הינו מאיכות נמוכה מהפלסטיק המקורי. לאחר תהליך מיחזור נוסף או שניים כבר אי אפשר להשתמש בחומר הגלם. כמו בסיפור המולקולות במיכל, גם כאן מדובר בפגיעה במבנים המקרוסקופיים בצורה שלא ניתנת לתיקון. אך עדיין אין ניסוח לחוק דומה לגבי חומר.

* האם החוק השני תקף גם לגבי חומר? לכאורה גם בשימוש בחומר יש בלאי, שחיקה, וירידה באיכות. כך, למשל, הפלסטיק המופק מבקבוקים ממוחזרים הינו מאיכות נמוכה מהפלסטיק המקורי. לאחר תהליך מיחזור נוסף או שניים כבר אי אפשר להשתמש בחומר הגלם. כמו בסיפור המולקולות במיכל, גם כאן מדובר בפגיעה במבנים המקרוסקופיים בצורה שלא ניתנת לתיקון. אך עדיין אין ניסוח לחוק דומה לגבי חומר.