Φεύγω και αφήνω πίσω μου εντροπία
Για να φτάσει στο τέλμα της μέγιστης δυνατής εντροπίας, το σύμπαν μπορεί να ευνοήσει τη μείωσή της σε ορισμένα σημεία του.
Την περασμένη εβδομάδα βρέθηκα καλεσμένος σε δύο εκπομπές. Η δεύτερη (αλλά που δημοσιεύθηκε πρώτη) ήταν το Ω Σαράκας Live Live! του φίλου και συνάδελφου Γιάννη Σαρακατσάνη. Η εκδήλωση πραγματοποιείται δια ζώσης στο The Hub στην Αθήνα αλλά παράλληλα τρέχει και live streaming στο YouTube που μπορείτε να δείτε στον παρακάτω σύνδεσμο:
Ω sarakas LIVE - ft Στέφανος Βαμβάκος @kathimerinifysiki - Eπ.19 | Yiannis Sarakatsanis
Η πρώτη (αλλά που δημοσιεύθηκε δεύτερη) ήταν το podcast Κρίμα της ZoePre, μια ωραία, χαλαρή συζήτηση για να ακούσετε ενώ πλένετε τα πιάτα ή απλώνετε την μπουγάδα ή κάνετε άλλες δουλειές που δε χρειάζονται και πολλή συγκέντρωση.
YouTube | Spotify | Google Podcasts | Apple Podcasts
Η Καθημερινή Φυσική συνεχίζει να υπάρχει γιατί άνθρωποι σαν κι εσάς την υποστηρίζουν. Εάν βρίσκετε τη δουλειά μας αξιόλογη μπορείτε να την υποστηρίξετε στο Patreon ή πατώντας το παρακάτω κουμπί.
Στη φυσική υπάρχει μια έννοια, η εντροπία. Χοντρικά, η εντροπία εκφράζει τον αριθμό των τρόπων που μπορείς να αναδιατάξεις το εσωτερικό ενός συστήματος χωρίς να αλλάξεις την «εξωτερική» του κατάσταση. Ενίοτε, για χάρη κατανόησης, λέγεται πως η εντροπία μετράει την αταξία ενός συστήματος.
Σκέψου για παράδειγμα πως έχεις τρία ζάρια. Το άθροισμα των ζαριών είναι μια μακροκατάσταση του συστήματος ενώ οι συνδυασμοί των ζαριών είναι οι μικροκαταστάσεις. «Μάκρο-» γιατί κοιτάς το σύστημα συνολικά και «μίκρο-» γιατί κοιτάς την κατάσταση κάθε ζαριού μεμονωμένα. Το άθροισμα των ζαριών μπορεί να είναι από «3», όταν όλα τα ζάρια φέρνουν «1», μέχρι και «18», όπου όλα τα ζάρια φέρνουν «6». Οι μακροκαταστάσεις «1» και «18» έχουν τη μικρότερη δυνατή εντροπία γιατί δημιουργούνται με μόλις ένα συνδυασμό η καθεμία. Από την άλλη, οι μακροκαταστάσεις «10» και «11» έχουν τη μεγαλύτερη δυνατή εντροπία. Η καθεμία δημιουργείται με 27 συνδυασμούς/μικροκαταστάσεις, τις οποίες μπορείς να δεις στο παρακάτω διάγραμμα.
Σκέψου τώρα ότι δεν έχεις τρία ζάρια αλλά ένα εκατομμύριο. Και δεν έχεις 216 πιθανούς συνδυασμούς αλλά έναν αριθμό τόσο μεγάλο που μόνο μία λέξη μπορεί να τον περιγράψει: Άπειρο. Πίστεψέ με, προσπάθησα να τον υπολογίσω.
Οι πιθανοί συνδυασμοί υπολογίζονται πολλαπλασιάζοντας τον αριθμό των πλευρών του ζαριού με τον εαυτό του για όσα ζάρια υπάρχουν.
Όπως καταλαβαίνεις, το να βρεθεί αυτό το σύστημα ζαριών σε μια κατάσταση χαμηλής εντροπίας (όπου τα 1.000.0000 ζάρια έχουν φέρει, ας πούμε, «1») είναι εξαιρετικά, αδιανόητα, ανυπέρβλητα απίθανο αφού μόνο μία μικροκατάσταση δημιουργεί αυτό το άθροισμα. Η πιθανότητα να βρεθεί κάπου στη μέση του παρακάτω διαγράμματος (το οποίο αναγκάστηκα να σχεδιάσω πρόχειρα γιατί διαφορετικά δε θα χωρούσε σε μια σελίδα του περιοδικού - και γιατί θα ήθελα να κάνω κι άλλα πράγματα μέχρι να πεθάνω πέρα από το να υπολογίζω συνδυασμούς) είναι απείρως μεγαλύτερη. Δεν είμαι καν σίγουρος αν το «απείρως» σε αυτή την πρόταση μπορεί να εκφράσει την έκταση των αριθμών. Η πιθανότητα των μακροκαταστάσεων μέγιστης εντροπίας είναι τόσο μεγαλύτερη από εκείνες ελάχιστης εντροπίας που ακόμα κι αν έριχνες ζάρια 24 ώρες το 24ωρο, 7 μέρες την εβδομάδα, από τη γέννηση του σύμπαντος μέχρι σήμερα, μάλλον δε θα είχες καταφέρει να τα κάνεις να φέρουν όλα «1». Ή όλα «6». Ή κάποια από τις άλλες μακροκαταστάσεις χαμηλής εντροπίας.
Η εντροπία ως έννοια είναι σχετικά άγνωστη, εξίσου σημαντική όμως στη φυσική με τη θερμοκρασία, την ταχύτητα και τη μάζα. Βρίσκεται επίσης στην καρδιά της Θερμοδυναμικής. Μια εκδοχή του Δεύτερου Θερμοδυναμικού Νόμου λέει πως ένα απομονωμένο σύστημα πάντοτε εξελίσσεται προς μια κατάσταση μεγαλύτερης εντροπίας. Όχι γιατί κάποιος το σπρώχνει προς αυτή την κατεύθυνση. Κυριολεκτικά τίποτα δεν το εμποδίζει από το να ακολουθήσει αντίθετη πορεία, να βρεθεί δηλαδή σε μια κατάσταση μικρότερης εντροπίας. Απλά υπάρχουν απείρως περισσότεροι τρόποι να μην το κάνει. Απείρως περισσότεροι τρόποι να βρεθεί σε μια κατάσταση μεγαλύτερης εντροπίας παρά μικρότερης, όπως υπάρχουν απείρως περισσότεροι τρόποι το άθροισμα των ζαριών του προηγούμενου παραδείγματος να βρίσκεται κοντά στα 3.500.000 παρά στα 1.000.000 ή στα 6.000.000. Ο Δεύτερος Νόμος της Θερμοδυναμικής δεν προκύπτει από κάποια εγγενή ιδιότητα της φύσης, όπως για παράδειγμα τα ετερώνυμα φορτία που έλκονται. Όχι, είναι ένας νόμος που αναδύεται από την κυνική απολυτότητα των αριθμών.
Ίσως να έχεις προσέξει όμως πως η ζωή, ενάντια σε όλες τις προσδοκίες μεγιστοποίησης εντροπίας και αταξίας, είναι εξαιρετικά οργανωμένη. Για την ακρίβεια, θα έλεγε κανείς πως η χρήση ενέργειας για τη δημιουργία και διατήρηση της τάξης ενός οργανισμού είναι μία από τις βασικές λειτουργίες της ζωής. Πώς συνάδει αυτή η απροσδόκητη οργάνωση με τον Δεύτερο Νόμο της Θερμοδυναμικής που θέλει τα συστήματα να τείνουν προς όλο και μεγαλύτερη αταξία;
Η απάντηση βρίσκεται μέσα στη διατύπωση του νόμου: Ο Δεύτερος Θερμοδυναμικός Νόμος ισχύει για απομονωμένα συστήματα, συστήματα δηλαδή που δεν ανταλλάσσουν θερμότητα ή ύλη με το περιβάλλον τους. Οι ζωντανοί οργανισμοί δεν είναι τέτοια συστήματα, έτσι δεν είναι; Πάω στοίχημα πως κάποια στιγμή μέσα στο τελευταίο 24ωρο έχεις προσφέρει ενέργεια στο σώμα σου. Ίσως ήταν στη μορφή μπάμιας. Ίσως ήταν ένα από εκείνα τα παγωτά σε σχήμα πατούσας. Ίσως ακόμα και να έχεις αποβάλλει ύλη, με τον έναν ή τον άλλον τρόπο. Μόνο το σύμπαν στην ολότητά του μπορεί να θεωρηθεί ένα απόλυτα απομονωμένο σύστημα, αφού εξ' ορισμού περιλαμβάνει τα πάντα (μπάμιες και πατούσες και ύλη που έχει αποβληθεί).
Από τη στιγμή που ξεκινάει η ζωή, ξεκινάει και ο αγώνας κατά της εντροπίας. Για να παραμένει ένα σπίτι τακτοποιημένο απαιτεί να προσφέρουμε συνεχώς ενέργεια για να το διατηρούμε σε τάξη. Ομοίως, για να συνεχίσει να υπάρχει μια ζωή απαιτεί να της προσφέρουμε ενέργεια που θα τροφοδοτεί όλες τις διεργασίες που την κάνουν εφικτή. Η εντροπία μειώνεται τοπικά, ώστε το σύστημα να παραμένει δομημένο, αλλά αυξάνεται στο περιβάλλον σε μεγαλύτερο βαθμό έτσι ώστε η διαφορά τους να είναι πάντα θετική. Μέχρι που τελικά ο οργανισμός αδυνατεί να διεκπεραιώσει τις λειτουργίες του και η ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στη ζωή διασκορπίζεται στο περιβάλλον, ενώ η ύλη που την αποτελεί μετουσιώνεται σε εκατομμύρια νέες χημικές ενώσεις που συνεχίζουν το ίδιο μοτίβο τάξης και αταξίας.
Για να φτάσει στο τέλμα της μέγιστης δυνατής εντροπίας, το σύμπαν μπορεί να ευνοήσει τη μείωσή της σε ορισμένα σημεία του. Ένα από αυτά τυχαίνει να είναι η ζωή πάνω στη Γη. Όλη μας η ύπαρξη είναι ένας ακόμη τρόπος μεγιστοποίησης αυτού του μεγέθους. Το οποίο κάνει τον στίχο "φεύγω και αφήνω πίσω μου συντρίμμια" να αποκτά ένα νόημα σε μια εντελώς διαφορετική διάσταση. Είναι αλήθεια. Όταν "φεύγουμε" αφήνουμε πίσω μας μεγαλύτερη αταξία.
Η εντροπία του σύμπαντος λοιπόν αυξάνεται γιατί η ενέργεια δεν μπορεί να καθίσει στα αυγά της. Αλλά ποιος μπορεί να την αδικήσει όταν υπάρχουν απείρως περισσότεροι τρόποι να διασκορπιστεί από το να μείνει συγκεντρωμένη; Καθώς η ενέργεια διασκορπίζεται φέρνει τα μέρη του σύμπαντος σε θερμοδυναμική ισορροπία, όπως η θερμοκρασία μιας ζεστής κούπας καφέ αποκτά τελικά τη θερμοκρασία του δωματίου που βρίσκεται. Χωρίς θερμικές ανισορροπίες δεν μπορεί να υπάρξει μεταφορά και μετατροπή ενέργειας αφού η θερμότητα μεταφέρεται από ένα θερμότερο σώμα σε ένα ψυχρότερο. Για το σύμπαν αυτό σημαίνει πως κάποια στιγμή στο πολύ, πολύ (πολύ) μακρινό μέλλον όλες οι πηγές συγκεντρωμένης ενέργειας θα πάψουν να υπάρχουν. Νέοι αστέρες θα σταματήσουν να γεννιούνται, όλοι οι υπάρχοντες σιγά σιγά θα σβήσουν και όλες οι μαύρες τρύπες κάποια στιγμή θα εξατμιστούν. Το σύμπαν θα καταλήξει σε έναν θερμικό θάνατο, όπου τα ουράνια σώματα που έχουν απομείνει θα βρίσκονται στην ίδια ψυχρή θερμοκρασία και θα πλέουν αιώνια μέσα στο αχανές σκοτάδι.
Αν αυτές οι σκέψεις σου προκαλούν υπαρξιακή αγωνία, θέλω να ξέρεις πως δεν είναι αυτός ο σκοπός μου. Η κατανόηση του σύμπαντος και η αποδοχή της απιθανότητας της ύπαρξής μας δεν είναι απαραίτητο να βιώνονται μηδενιστικά. Απλώς τοποθετούν τα πράγματα στη σωστή τους διάσταση. Μπορεί από την οπτική γωνία του σύμπαντος η ζωή μας να είναι μια αναλαμπή, ένα μέσο προς την επίτευξη κάποιου απώτερου σκοπού, αλλά για εμάς είναι όλα όσα έχουμε. Υπάρχουμε στο μικροσκοπικό παράθυρο που σχηματίζει η αρχή και το τέλος του σύμπαντος όπου οι συνθήκες είναι ακριβώς όπως πρέπει να είναι για να το καθιστούν εφικτό. Το τι θα επιλέξουμε να κάνουμε με αυτό αφήνεται πάνω μας.
Το παραπάνω άρθρο δημοσιεύθηκε στο 1ο τεύχος του Πολύ Κουλ Περιοδικού.
Στις 28 Οκτωβρίου, την ημέρα της επετείου του "ΟΧΙ" στην Ελλάδα, απεβίωσε ο ηθοποιός Matthew Perry, γνωστότερος από τον ρόλο του ως Chandler στη σειρά-ορόσημο για την ποπ κουλτούρα, Friends. Εκτός κι αν είστε εντελώς αποκομμένα από την καθημερινότητα αυτό είναι κάτι που λογικά το γνωρίζετε. Αυτό που ίσως δε γνωρίζετε είναι πως ο Matthew Perry ήταν ένας ταλαιπωρημένος άνθρωπος με χρόνιο εθισμό στο αλκοόλ και στα οπιούχα παυσίπονα, θύμα μιας "επιδημίας οπιούχων" που εξελίσσεται στην Αμερική τις τελευταίες δεκαετίες. Εάν είστε φαν των Friends ίσως να είχατε παρατηρήσει τις αυξομειώσεις του βάρους του κατά την πορεία των σεζόν - οφείλονταν στους εθισμούς του.
Εδώ ένα μικρό άρθρο στο Protagon λίγο μετά τον θάνατό του κι εδώ ένα εκτενέστερο αφιέρωμα από του New York Times που αφορά το αυτοβιογραφικό βιβλίο του.
Ένα αφιέρωμα για το στεγαστικό πρόγραμμα "Σπίτι μου" που έτρεξε το τελευταίο έτος και πώς αυτό τελικά (μάλλον δε) λειτούργησε.
Η έρευνα στην Ελλάδα, στην πλειονότητα των περιπτώσεων, πραγματοποιείται αμισθί. Κάτι το οποίο, πέρα από άδικο, είναι και βαθιά προβληματικό. Η χώρα μας αντιμετωπίζει την έρευνα σαν πολυτέλεια. Δεν είναι να απορείς λοιπόν που όλοι οι νέοι και οι νέες που θέλουν να ασχοληθούν με αυτή αναγκάζονται να καταφύγουν στο εξωτερικό. Και δεν είναι να απορείς γιατί μια χώρα δεν μπορεί να έχει μέλλον όταν οι άνθρωποι που δουλειά τους είναι να καινοτομούν και να παράγουν γνώση και σκέψη δεν μπορούν να επιβιώσουν.
Οι κατατάξεις των πανεπιστημίων δεν λένε τίποτα για το πώς περνάνε αυτοί που εργάζονται σ’ αυτά. Δεν μιλούν για την ανοιχτότητα των ιδρυμάτων, για τους πόρους τους, για τις ευκαιρίες που δίνουν, για την αναλογία ανδρών και γυναικών στις καλές θέσεις. Δεν μιλούν για την κόλαση που ζουν άνθρωποι με δάνειο στα 29 τους, για τη ματαίωση του να μένουν με τους γονείς τους μετά τις λαμπρές σπουδές, για τη δυσκολία να κάνουν παιδί, επειδή έχουν χάλια ασφάλιση ή για το διαρκές άγχος να συνεχίζουν έναν αγώνα δημοσιεύσεων, παρουσιάσεων και δικτύωσης, ακόμη κι όταν δεν είναι πια στη νιότη τους.
Για τους λάτρεις της στατιστικής: Η ζωή σε μια χώρα που γερνάει.
εξαιρετικό το κυρίως άρθρο, κατανοητό και με έξυπνο καλυμμένο χιούμορ!! ok η αναφορά στην επικαιρότητα (friends) για επικαιροποίηση πχ, ΠΟΛΥ χρήσιμη η έρευνα (μπράβο!), γενικά ωραία κ όχι υπερβολικά πολλά -ν' αποθαρρύνουν- τα links (..αποθαρρύνουν και με το παραπάνω οι πολιτικοί, οπότε ισορροπία [βλ στεγαστικό] :P ). ευχαριστούμε θερμά (κι αν θα ήθελα κάτι θα ήταν ένα newsletter-link (που δεν εντόπισα) να καλεί το web-article, αφού @webmail δεν κατάφερα να δω εικόνες (όμως πλέον έχω subτέτοιο ακάΟΥ /ξέρω, βάζω πολλές παρενθέσεις) ). τσεκάρω κ προηγούμενα.. και πάλι ΕΥΧΑΡΙΣΤΟΥΜΕ, γείτονα