آنتروپی ؛ نگاهی به مفهوم بی‌نظمی در فیزیک و اطلاعات
آنتروپی ؛ نگاهی به مفهوم بی‌نظمی در فییک و اطلاعات چکیده‌ای است که ما را به سفری به سوی یکی از مهم‌ترین مفاهیم حتی در بررسی علوم اجتماعی پیش می‌برد. آنتروپی (Entropy) یکی از مفاهیم بنیادین در علوم فیزیکی و اطلاعاتی است که در شاخه‌های متعددی از علم، از جمله ترمودینامیک، مکانیک آماری و سیبرنتیک، نقش کلیدی ایفا می‌کند. این مفهوم، به‌ظاهر ساده، در دل خود نگاهی عمیق به بی‌نظمی، تغییر، و اطلاعات دارد. در این نوشتار، به بررسی دو کاربرد مهم آنتروپی در ترمودینامیک و سیبرنتیک می‌پردازیم.
آنتروپی در ترمودینامیک: بی‌نظمی و قانون دوم
در فیزیک ترمودینامیک، آنتروپی کمیتی است که وضعیت حرارتی یک سیستم را، در کنار متغیرهایی مانند انرژی، دما و فشار، توصیف می‌کند. برای مثال، در یک سیستم بسته مانند دیگ بخار، آنتروپی معیاری است برای میزان گرمایی که باید به سیستم افزوده شود تا آن را از یک حالت مشخص به حالت دیگر انتقال داد.
یکی از فرموله‌سازی‌های شناخته‌شده‌ی قانون دوم ترمودینامیک چنین می‌گوید:
آنتروپی یک سیستم بسته هرگز کاهش نمی‌یابد.
این اصل بیان می‌دارد که هر فرآیند طبیعی در جهت افزایش آنتروپی پیش می‌رود — یعنی بی‌نظمی بیشتر. مکانیک آماری، با بررسی رفتار آماری ذرات، نشان می‌دهد که آنتروپی نمایان‌گر تعداد حالت‌های ممکن یک سیستم است و هرچه این تعداد بیشتر باشد، آنتروپی بالاتر است. از این رو، گذار از نظم به بی‌نظمی با گذر زمان، امری طبیعی و پیش‌بینی‌پذیر است.
بی‌نظمی در سیبرنتیک: از نظم به آشوب و بالعکس
در نظریه‌ی اطلاعات و دانش سیبرنتیک، این مفهوم معنای گسترده‌تری پیدا می‌کند. اینجا این مفهوم نشان‌دهنده‌ی گرایش سیستم‌های بسته به حرکت از حالت‌های خاص (کم‌احتمال) به حالت‌های عمومی‌تر (با احتمال بیشتر) است. برای اندازه‌گیری این گرایش، همچنان از ابزارهای ریاضی ترمودینامیکی استفاده می‌شود. اما تفاوت مهمی در اینجا پدیدار می‌شود: اگر یک سیستم به اطلاعات دسترسی پیدا کند — یعنی از بیرون اطلاعاتی دریافت کند — روند افزایش آنتروپی می‌تواند متوقف شود.
در زبان ریاضی، اطلاعات را می‌توان به‌صورت آنتروپی منفی یا نگت‌روپی (Negentropy) تعریف کرد. یعنی هرچه اطلاعات بیشتری داشته باشیم، می‌توانیم بی‌نظمی سیستم را کاهش داده و کنترل بیشتری بر آن اعمال کنیم.
پلی میان فیزیک و معنا
چه در فیزیک و چه در نظریه‌ی اطلاعات، این مفهوم به‌عنوان ابزاری برای سنجش بی‌نظمی و تغییر مطرح است. این مفهوم به ما نشان می‌دهد که جهان، چه در سطح اتم‌ها و چه در سطح اطلاعات، همواره در تلاش برای عبور از حالت‌های منظم به حالت‌های آشفته است — مگر آنکه عاملی بیرونی (مثل اطلاعات یا آگاهی) وارد عمل شود.
دیدگاهتان را بنویسید