Отступление: что такое энтропия?

В вопросе "что такое энтропия?" современная физика, похоже, не больше преуспела, чем в вопросе "что такое состояние в квантовой механике?". Сначала, впрочем, всё было ясно: энтропия - это физическая величина, характеризующая осотояние материальных объектов "самих по себе", и наличие или отсутствие наблюдателя, естественно, никак на энтропию не влияет. Существование энтропии следует из законов термодинамики, и её численное значение в данном состоянии термодинамической системы может быть найдено (с точностью до начала отсчёта) из уравнения состояния и выражения для внутренней энергии. Начало отсчёта можно зафиксировать с помощьютретьего начала термодинамики - и тогда энтропия однозначно выводится из экспериментально наблюдаемых свойств термодинамической системы.

После Больцмана, связавшего энтропию с вероятностью, уже появилась лазейка для субъективистского толкования энтропии: в теории вероятности есть понятие "условной вероятности", которая зависит от имеющихся у нас сведений, а значит, чисто фориально можно говорить и об "условной энтропии", зависящей от информированности какого-либо наблюдателя (субъекта). А затем понятие энтропии появилось в теории информации, и постепенно стало общепринятой точкой зрения, что энтропия теории информации и термодинамическая энтропия - одно и то же.

Так что, казалось бы, произошло полное развенчивание понятия энтропии физического объекта "самого по себе"; теперь энтропия - это мра нашего знания об объекте. (А если о существовании данного объекта никто и не подозревает - то у него нет энтропии?) В результате имеется сколько угодно различных мнений о смысле энтропии. Мы рассмотрим только две точки зрения, имеющие, кстати говоря, параллели и среди мнений об основах квантовой механики.

В большинстве учебников и университетских курсов по термодинамике и статичстической физике при рассмотрении энтропии даже не упоминается какой бы то ни было "наблюдатель". По Ландау и Лифшицу, энтропия есть логарифм числа квантовых состояний, "занимаемых" термодинамической системой (в некотором вполне определённом смысле). Однако и у Ландау и Лифшица есть маленькая лазейка для наблюдателя: оказывается, энтропия относится не к определённому моменту времени, а к некоторому временному интервалу. То есть для определения энтропии нужно указать временной интервал. Так что значения энтропии для "быстрого" и "медленного" наблюдателей могут оказаться различными.

...................

Точно так же и в квантовой механике теоретические конструкции перестали однозначно соответствовать объективной реальности, и за математическим аппаратом показался призрак "наблюдателя". И так же широк разброс мнений по вопросам интерпретации, и так же мало эти разногласия сказываются на выводах, допускающтх экспериментальную проверку. Представляется, что источник интерпретационных проблем в статистической физике и в квантовой механике один и тот же, и если вдруг какое-то исследование приведёт физиков к согласию относительно основ квантовой механики, то, возможно, это поможет и в прояснении смысла энтропии. И наоборот. Так что исследователям основ квантовой механики можно порекомендовать не забывать и о проблеме энтропии.

 
На главную страницу

Hosted by uCoz