ما هو الانتروبي؟

من الملاحظات المألوفة في حياتنا اليومية، أن الجسم الساخن يميل إلى فقدان الحرارة وبالتالي يبرد، والماء الموجود في مكان عالي، يميل إلى النزول لحين أن يجد له مستقراً في مكان أدنى بالمستوى، وينطبق هذا الأمر على الأجسام الساقطة، وعلى الأجسام المتحركة التي تسعى لأن تتوقف عن الحركة،  والماء لو بقي في مكانه لتبخر، ولا يمكن للدخان أن يصمد دون أن ينتشر... وهكذا
لذا فإن الأنتروبي هو قياس للعشوائية أو الفوضى في نظام ما، ويستعمل المصطلح في كثير من المجالات العلمية ومنها هندسة الإتصالات حيث يوصف التشويش الحاصل على الإشارة عند استلامها بالإنتروبي وفي الفيزياء، فإن الانتروبي هو مقدار الحرارة المفقودة أثناء عملية أنتاج الشغل

---

حينما تلقي مجموعة مكعبات صغيرة الحجم فإنها لا بد وأن تتبعثر بشكل عشوائي، ويكاد يكون من المستحيل أن تجد مكعبين ملتصقين ببعضهما، أما إذا اردت ترتيب المكعبات بصورة منتظمة حسب الوانها وبصفوف منتظمة فهذا يتطلب منك وقتاً وجهداً، أي إن عليك أن تصرف طاقة لتنظيم المكعبات

في جميع هذه الحالات هناك فقدان للطاقة الكامنة التي كانت تمتلكها الأجسام، وفي الحقيقة فإن هذه الظواهر تخضع جميعها للقانون الثاني للديناميكية الحرارية ، الذي ينص على ما يلي: "حين تتحول الطاقة من شكل إلى آخر (وفق القانون الأول للديناميكية الحرارية) فلابد وأن يصاحبها فقدان من الشكل المركز إلى شكل آخر منتشر" بناءاً على ذلك فإن الطاقة في أي جسم يمتلكها تميل إلى التبعثر والتشتت ما لم تصرف طاقة إضافية لمنع ذلك، فالجسم الساخن يفقد حرارته ولغرض إبقاءه ساخناً ينبغي تزويده بمصدر حراري، والماء بحالته السائلة يكون أكثر طاقة ولكنه لو تحول إلى بخار تصبح جزيئاته مفككة وتتباعد فيتلاشى بالانتشار ما لم تصرف طاقة لغرض تكثيفه، وهكذا بالنسبة لباقي الأمثلة

ولو طبقنا هذا المثال على جسم الإنسان أو الحيوان لوجدنا أن الجسم الحي لابد وأن يميل إلى الفناء ما لم تبذل طاقة لغرض إيقاف تدهور الخلايا وإعادة بناء التالف منها، وهذه الطاقة تأتي من الغذاء بالطبع، وجسم النبات لا يخرج عن هذه القاعدة فهو يحتاج إلى طاقة لغرض إمتصاص المغذيات والماء والنمو وتوفر الطاقة الشمسية ذلك، وفي حالة تعذر وصولها إلى جسم النبتة فإنها لا بد وأن تموت
في جميع هذه الحالات التي ينخفض فيها مستوى الطاقة يقال بأن الإنتروبي فيها ازداد، وبمعنى آخر فإن الإنتروبي لجميع المنظومات على الإطلاق هو في تزايد مستمر، وأن صرف طاقة لإيقاف ذلك هو الوسيلة الوحيدة لوقف التدهور

إذن فإن جميع  الأنظمة الدقيقة التكوين (حية أو غير حية) تسعى طبيعياً إلى العشوائية أولاً ثم الفناء ثانياً وهذا ما وصفناه بأنه زيادة في الانتروبي الذي يعرف بإختصار بأنه: عدم إنتظام النظام أو المنظومة بسبب فوضى الطاقة فيه  أو بمعنى آخر هو: الدرجة التي تقترب منها المنظومة من الإنتظام وتبتعد عن العشوائية أو بالعكس"
ولا بد من الإنتباه في هذا المجال بأن الأشياء تعاني من التغير طالما كانت منتظمة جداً أو عشوائية وحين تصل إلى مرحلة تامة عشوائية ( أي أعلى مستوى ممكن من الأنتروبي) فإنها تصبح مستقرة غير قابلة للتغير بعد ذلك والذي يمكن أن يسمى بالفناء

حين نصل إلى هذه المرحلة وبدون معادلات لنا أن نتساءل عن العلاقة بين الطاقة والمادة، فالمعلوم بأن المادة ( النفط أو الكربون أو غيرها) يمكن أن تتحول إلى طاقة، ولكن هل يمكن أن تتحول الطاقة إلى مادة ؟؟؟ الجواب بديهي ومنطقي وهو نعم، والأدلة على هذا موجودة في صميم الحياة اليومية وهي كثيرة لعل أولها النباتات التي تنمو بالإستفادة من طاقة الشمس والماء والمعادن الموجودة في التربة لكنها أي النباتات ( بما فيها من السليلوز وجزيئات السكر وغيرها) تعود إلى التحلل والعودة إلى من حيث بدأت وهذا المبدأ يعبر عنه بمصطلح العودة الى الأرض
من جانب آخر ينطبق المثال كلياً وبوضوح على الكون، فالشمس تمد مجموعتنا الشمسية بالطاقة وبدونها تميل المجموعة إلى التشتت والتبعثر والفناء، وهكذا الأمر بالنسبة إلى باقي المجموعات الشمسية أيضاً
الدكتور مثنى العمر
شبكة الدر للمعلومات

مواضيع ذات صلة

فيزياء الربيع العربي

ما هي العوامل التي يمكن أن تتظافر لتكلل الثورات الشعبية بالنجاح في اسقاط نظم حكم كانت مستقرة لعقود
من الزمن ؟​
الجمهور من وجهة النظر النفسية والأجتماعية المركبة (وفق ما أشار اليه غوستاف لوبون عام 1895 في كتابه "علم نفس الجماهير" هو ليس أي تكتل لمجموعة من الأفراد، وأنما التجمع الذي يكتسب تحت ظروف معينة خصائص جديدة مختلفة تماماً عن الخصائص الفردية لكل فرد من أفراد الجماعة اقرأ الدراسة على هذا الرابط

---