Является ли энтропия абсолютной (как и абсолютная температура)?

После этого вопроса об энтропии при Большом взрыве я спросил:

Так как Энтропия всегда увеличивается (в общем случае); ожидается, что энтропия в начале Вселенной должна быть минимально возможной.

Один из ответов Криса Уайта на этот вопрос предполагает, что:

Это логическая ошибка. Из посылки «энтропия всегда возрастает» мы можем вывести вывод «энтропия в начале Вселенной была ниже, чем сейчас». Мы не можем, исходя из одной этой посылки, сказать что-либо об абсолютной энтропии того времени. В частности, нет причин, по которым он должен быть близок к нулю или минимальному значению в каком-либо смысле. Это просто не может быть максимальным.

Но это, кажется, в некоторой степени опровергается другим ответом, в котором говорится, что

Было показано, что кварк-глюонная плазма представляет собой [жидкость с минимальной энтропией].

Эта плазма существовала через несколько миллисекунд после Большого Взрыва; кажется довольно невероятным, что энтропия может быть минимальной немного позже Большого взрыва, но не во время него (если или когда этому можно придать значение).

Это приводит к вопросу: если кварк-глюонная плазма настолько далека, теоретически мы можем вернуться далеко назад, и ее энтропия минимальна; тогда мы не можем установить его равным нулю, тем самым делая энтропию абсолютной, точно так же, как абсолютна температура.

Любой, кто предполагает, что он может рассчитать энтропию ранней Вселенной, должен сделать шаг назад и снова прочитать эмпирическое определение науки. Большая концептуальная трудность с «энтропией вселенной» заключается в том, что с точки зрения наблюдений до сих пор неразрешимый вопрос, является ли наблюдаемая в настоящее время (или теоретическая) вселенная на самом деле всей вселенной. В результате вопрос о полной энтропии таит в себе опасность принятия неверных термодинамических предположений.
Согласованный. Проблема энтропии ранней Вселенной не имеет однозначного решения. Основные физики (на ум приходит Роджер Пенроуз) резко расходятся во мнениях по этому вопросу.
@CuriousOne: во-первых, существует огромная разница между вычислением энтропии при Большом взрыве и предположением, что она имеет определенное значение, и это определенное значение минимально ; во-вторых, вы недооцениваете роль гипотезы (и, следовательно, предположений) в своей защите эмпирической науки. В конце концов, самое замечательное предположение об атомизме, и, как было указано не меньшей фигурой, чем Фейнман, как самая важная гипотеза во всей физике, впервые было сформулировано не в классической физике (т.е. со времен Галилея), а в античности.
Когда не было реальной надежды проверить гипотезу, и эту гипотезу можно было проследить с помощью Лакрециуса, Атомов Дальтона, Корпускул Ньютона и современных квантов. На самом деле потребовалось более 2500 лет, прежде чем это предположение удалось проверить экспериментально.
Также стоит отметить, я думаю, что Фейнман не знал ни об атомистической гипотезе древности, ни о той роли, которую она сыграла в формулировании современной физики; Я не помню, как далеко он проследил это, но это было где-то в современной классической эпохе.
Расчеты в физике выполняются с единственной целью найти проверяемые гипотезы. Строго говоря, вычисление теоретической величины, которую нельзя измерить, является пустым научным занятием. Последнее вообще не относится к атомизму. Это может быть проверено (или может быть сфальсифицировано и по сей день) экспериментально. Но, как я уже сказал, большая концептуальная трудность здесь связана с предположением об известных границах системы.
@curiousOne: я не могу сказать, что полностью согласен с этим; ведь энтропию черной дыры нельзя измерить напрямую - но ее все равно вычислить; чего нельзя сделать, так это вычислить цифру для величины, которая в принципе неопределенна.
Так как же узнать, что вычисленная энтропия черной дыры верна? Если вы не создадите церковь Хокинга-Бекенштейна и не сделаете это вопросом веры, это не подтвержденная физика, пока у нас нет способа ее измерить.
@curiousOne: не знаю; но разве вы не слышали о роли гипотезы в физике? Гипотеза «струны», гипотеза «каузальной сети» и так далее. Проверка гипотез может занять много времени, и даже в этом случае они могут быть проверены лишь частично; кроме того, я бы сказал, что отчасти теория познания в физике не является чисто эмпирической, она в значительной степени является таковой, но она также согласуется с проверенной физикой; но в целом картина сложная.
«Энтропия идеального кристалла при абсолютном нуле (ноль градусов Кельвина) точно равна нулю». ( Третий закон термодинамики ) Это ответ на ваш вопрос?
Роль гипотез в физике подлежит экспериментальной проверке. Если их нельзя проверить, они стоят примерно столько же, сколько бумага, на которой они были опубликованы.
@curiousOne: Скажите, пожалуйста, как это на самом деле относится к атомной гипотезе, сформулированной в 2500 году Демокритом, Левкиппом и Эпикуром; прославленный Лукрециусом в De Rerum Natura и который был распространен в Италии эпохи Возрождения, то есть в начале классической современной эры, а также в библиотеке Ньютона, где он делал усердные записи и вдохновлял его корпускулярную теорию. Как ваша характеристика «гипотезы» объясняет это? В какой-то степени это кажется недостаточным, по крайней мере в историческом, а значит, и в современном контексте, если мы хотим серьезно относиться к урокам истории.
@Вуд: возможно.
Как вы собираетесь измерять энтропию всей вселенной В ПРОШЛОМ? Жду конструктивных экспериментальных предложений. :-)
@CuriousOne: ну, я не экспериментатор; но можно предположить, что некоторые реликвии, относящиеся к временам, близким к Большому Взрыву, были идентифицированы — космическое фоновое излучение; изучение этого могло бы дать некоторые доказательства этого. Но вы не ответили на вопрос, который я задавал... слишком сложный для неутонченной эпистемологии науки?
Неа. Это модели, которые могут рассказать вам кое-что о вещах, находящихся ВНУТРИ Вселенной. Они совершенно бесполезны, чтобы делать прогнозы относительно его ВНЕШНЕЙ СТОРОНЫ. Дело даже не в сложности. Наука не может ответить на вопросы термодинамики об экспериментально плохо определенной системе.
@curiousone: Что с того? вы просто намекаете на разделение объекта/субъекта; КМ все еще работает, хотя этот вопрос был и остается источником философско-физических споров; Наука (как и многое другое) движется путем идеализации, а модели и концепции меняются; Стоит ли вам напомнить, что ньютоновская гравитация, например, «работала», даже если, как признал Ньютон, действие на расстоянии плохо определено. Все еще избегаете МОЙ вопрос...?
Я просто намекаю на определения, используемые в термодинамике. Физика — это чтение мелким шрифтом. Если мелкий шрифт неприменим, теория неприменима, и никакое замалчивание этого не может это изменить. Ваш вопрос был нечетко сформулирован в начале и до сих пор нечетко определен. С научной точки зрения «действие на расстоянии» не является наукой. Это философский термин, который нельзя разрешить наблюдением. Ньютону это не нравилось... но ведь и относительное пространство ему тоже не нравилось, хотя он и доказал относительность механики в своей книге.
@curiousone: физика — это не только чтение мелкого шрифта; хотя я согласен, что это имеет значение; действие на расстоянии — не просто философская проблема; если вы хорошенько об этом подумаете, то заметите, что эту физическую аномалию разрешил Эйнштейн — сила, передаваемая искривлением пространства; если вы оспариваете, что энтропия плохо определена для Вселенной во время или в моменты времени, близкие к Большому взрыву; стоит ли сейчас учитывать энтропию Вселенной - или она тоже плохо определена?
А если нет; тогда как насчет вчера, или миллиард лет назад, или 13 миллиардов?
Есть ли какой-то закон непрерывности, который их связывает? или нет?
Эйнштейн рассказал вам, что такое гравитация и почему она действует на расстоянии? Нет, на самом деле, он этого не сделал. Он сказал вам, как вычислить это лучше, чем это сделал Ньютон. Сила передается искривлением пространства???? Сил нет. Никогда не было. И пространство не имеет кривизны. Пространство-время имеет кривизну. Говорил тебе, мелкий шрифт имеет значение. Я также говорю вам, что вам не понравится настоящая физика... вы просто не знаете, что такое настоящая физика. Хорошего дня.
@curiousOne: Это письмо Ньютона Бентли : «Гравитация должна быть врожденной, присущей и существенной для Материи, чтобы одно тело могло воздействовать на другое на расстоянии через Вакуум без Посредничества чего-либо еще, посредством и посредством которого их Действие и Сила могут быть переданы от одного к другому, является для меня настолько большой Абсурдностью, что я не верю, что ни один человек, обладающий компетентными способностями к философскому мышлению, никогда не впадет в это».
Хотя у меня нет доказательств обратного, я думаю, разумно предположить, что Эйнштейн не попал в эту конкретную ловушку (в конце концов, он назвал квантовую запутанность жутким действием на расстоянии); Я этого не делал, а вы делали все эти расчеты... которые говорят нам, что такое гравитация на самом деле ?
Да, это очень известное письмо Ньютона, в котором говорится о том, что он думал, и ничего больше. Это хорошо для отдела истории науки и... больше ни для чего. Эйнштейн, конечно, ошибался насчет запутанности. В нем вообще нет действия (пожалуйста, прочтите определение действия в физике). Затем он посвятил остаток своей жизни классической теории поля, которая неправильно описывает природу. Это трагедия и... ничего больше.
@curiousOne: Меня удивляет, что вы ставите себя выше физиков такого уровня, как Ньютон и Эйнштейн; а также удивление, что вы не можете или вам трудно отличить общепринятое понятие действия от действия Эйнштейна-Гиберта ; действие, которое, я уверен, вы будете достаточно внимательны, чтобы отметить, названо в честь Эйнштейна и (не в честь вас);
Боже мой, назвать человеческую жизнь трагической , когда он дружил с математиками уровня Гёделя и Гильберта, установил атомистическую гипотезу через математическую трактовку броуновского движения, установил теорию относительности - как частную, так и общую теорию, установил также квантовую теорию. объяснение фотоэлектрического эффекта (за что он получил Нобелевскую премию)... что именно вы считаете достижением?
Действие Эйнштейна-Гильберта не имеет ничего общего с запутанностью. Я чувствую, однако, что ты очень нуждаешься во внимании... и мне действительно все равно. Приятного аппетита. :-)
Ты тролль, да? И при этом высокомерный. Каким-то образом вы выучили язык физики, на самом деле ничего не понимая в физике; Я не знал, что они пришли в шляпах физиков... попробуй изменить свое имя на CuriousZeroArrogantTroll; так как это более правдивое представление, чем ваш нынешний дескриптор...
Вас может заинтересовать эта статья, в которой Джейнс частично утверждает, что энтропия имеет фундаментально антропоморфный характер: bayes.wustl.edu/etj/articles/gibbs.vs.boltzmann.pdf

Ответы (3)

В классической термодинамике имеют значение только изменения энтропии ( г С "=" г Вопрос Т для обратимых процессов), поэтому не имеет смысла (хотя может быть и удобно) определять абсолютную энтропию.

ОДНАКО в статистической механике энтропия имеет вероятностную интерпретацию: С "=" − к Б ∑ я п я л н п я , где к Б постоянная Больцмана и п я есть вероятность того, что система в данном макросостоянии будет находиться в я соответствующее микросостояние. Если вероятности определены, то это составляет абсолютную меру энтропии.

ОДНАКО применение этой абсолютной меры ко всей вселенной проблематично, потому что применение вероятностей ко вселенной в целом без очевидного родительского распределения, из которого можно было бы производить выборку, не определено четко.

+1, поскольку ответ на самом деле указывает на то, что существуют разные способы определения энтропии, включая аксиоматическое определение (количество, которое всегда увеличивается). Джейнс утверждает, что есть как минимум 6 способов определения энтропии - формула Шеннона в ответе есть информационная энтропия, что не всегда совпадает с тем, что подразумевается в статистической физике.

Да, термодинамическая энтропия абсолютна. Не нужно ссылаться на раннюю вселенную, достаточно третьего закона термодинамики. Если система имеет только одну возможную конфигурацию (т.е. идеальный кристалл при нулевой температуре), энтропия равна нулю. Не самый низкий: ноль.

Другой способ взглянуть на это: если вы попытаетесь изменить масштаб, энтропия перестанет быть экстенсивной. Предположим, у вас есть С А + С Б "=" С А + Б , где А и Б две независимые системы и А + Б композит. Если вы измените масштаб на константу с все количества, у вас есть С А ′ + С Б ′ "=" ( С А + с ) + ( С Б + с ) "=" С А + Б + 2 с "=" С А + Б ′ + с . Так с должен быть равен нулю, чтобы новая энтропия снова стала экстенсивной.

Лично мне нравится думать о нулевой энтропии как об энтропии пустой системы. Вы не можете пойти ниже этого. Надеюсь, поможет!

Строго с логической точки зрения, если энтропия Вселенной всегда увеличивается , отсюда следует , что энтропия Вселенной должна была быть минимальной (но не нулевой) «вскоре после» Большого Взрыва.

Точно так же, как мы не знаем, есть ли что-то «холоднее» -273 градусов по Цельсию, потому что мы не можем это измерить, мы не можем найти энтропию Вселенной в BB. Однако я согласен с тем, что точно так же, как мы определили абсолютный нуль температуры как -273 (0 градусов по Кельвину), мы могли бы определить энтропию Вселенной «вскоре после» BB как минимум (но не ноль). Надеюсь, это послужит полезной цели.

Мы не знаем, всегда ли увеличивается энтропия Вселенной, и вы вообще серьезно говорите о произвольном определении энтропии Вселенной?
Является ли энтропия абсолютной (как и абсолютная температура)?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v