Solo para sacar esto del camino primero, la entropía no es desorden. Sin embargo, es una metáfora útil.
Hablando libremente [matemáticas] ^ 1 [/ matemáticas], la entropía es el número de estados que proporcionan el mismo resultado. Por ejemplo, si piensa en la temperatura como moléculas que rebotan como bolas de billar, la baja temperatura implica una baja entropía [matemática] ^ 2 [/ matemática]: si nada se mueve, todo está en el mismo estado (es decir, no se mueve). A temperaturas más altas, hay múltiples estados con el mismo resultado: la temperatura se relaciona con la velocidad promedio, por lo que puede elegir pares de partículas más rápidas / lentas sin cambiar el promedio.
Veamos los dados rodantes como ejemplo. Escogemos tres dados de colores (nuestras “bolas de billar que rebotan”), y solo nos importa la suma (nuestra “temperatura”). La entropía es el número de tiradas de dados diferentes que obtienen la misma suma.
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La suma más baja es 3. Solo hay una forma de obtenerla, a saber, [matemáticas] \ color {rojo} {1} \ color {azul} {1} \ color {verde} {1} [/ matemáticas], por lo que es la entropía es por lo tanto 1.
La suma más probable es 9 , el promedio. Hay muchas formas de obtenerlo, como [matemáticas] \ color {rojo} 3, \ color {azul} {3}, \ color {verde} {3} [/ matemáticas], [matemáticas] \ color {rojo} {2}, \ color {azul} {3}, \ color {verde} {4} [/ matemáticas], [matemáticas] \ color {rojo} {3}, \ color {azul} {4}, \ color { verde} {2} [/ matemática] y [matemática] \ color {rojo} {6}, \ color {azul} {2}, \ color {verde} {1} [/ matemática]. En total, hay 22 combinaciones, por lo que su entropía es 22. Además, es más probable que los dados caigan cerca de 3 (el promedio individual) para esta entropía.
Con esta imagen, la entropía favorece el equilibrio pero en el sentido de promedios .
Ahora, ordenar en el sentido común se trata de establecer algún tipo de estructura. Si construyes una casa, la levantas desde un terreno promedio. Si construyes una estación espacial asesina de rayos de muerte, agregas una gran cantidad de cosas en un espacio casi vacío.
Si pides papeles en tu escritorio, los pones en bonitas pilas. En contraste, la entropía favorece un espacio promedio de papel en su escritorio. En otras palabras, un desastre [matemáticas] ^ 3 [/ matemáticas].
En resumen, avanzar hacia un equilibrio significa hacer un desastre, no un orden.
[matemáticas] ^ 1 [/ matemáticas] Es decir, no escriba esto en su diploma de física.
[matemática] ^ 2 [/ matemática] Si sabe qué es un estado fundamental degenerado, no debe buscar respuestas a esta pregunta.
[matemáticas] ^ 3 [/ matemáticas] Sí, un escritorio desordenado es el orden natural. A aquellos que intentan volcarlo no les va bien.