Energiasta meille vähemmällä siunatuille

[Stadin öljylanne]

Selittäisikö joku fysiikasta muutakin tietävä kuin vain omilla aivoillaan, onko energia turha käsite muualla kuin klassisen mekaniikan sovellusten rakentelussa?

Jos olen entropiani lukenut, systeemi hakeutuu kohti todennäköisintä tilaa. Systeemi ei siis pyri automaattisesti järjestyksestä epäjärjestykseen, vaan todennäköisimpään tilaan. Paikallisesti sellainen systeemin tila voi olla todennäköisin, mitä kutsumme aineeksi, mutta isossa kuvassa se on vain erikoistapaus systeemin sovittaessa itseään suljettuun tilaansa. Missä tässä on energia? Eikö energia sodi entropiaa tai tarkemmin entropiagradientin käsitettä vastaan tai ole käsitteenä ikään kuin tarpeeton? Tai entropiagradientin käsite tarpeeton, jos systeemi ei hakeudukaan kohti todennäköisintä tilaa, vaan sinne, "missä tehdään työtä"?

[Tritonus]

Joo hei mielenkiintoinen kysymys. Toivottavasti joku osaa avata. Eiks liike ja muutos oo muutenkin aika karkean tason abstraktioita. Ei mitään todellista. Eikös entropiaa kannata ajatella enemmän informaation kun energian kautta?
Niinkö lomittumisentropia tuolla kvanttitasolla?

[Stadin öljylanne]

^
Olen pohtinut asiaa niin, että fysiikan käsittely informaationa voi olla hyödyllistä nykyisessä ajassa ja paikassa, mutta kuten monien klassisen mekaniikan käsiteiden kanssa, kun suhteellisuusteoria ja kvanttimekaniikka tulivat mukaan kuvioihin, on monilla vaikeuksia omaksua edes niiden yksinkertaisimpiakaan implikaatioita, koska ovat vetäneet yhtäläisyysmerkit intutiivisesti helposti ymmärrettävien klassisen mekaniikan kielikuvien ja todellisuuden välille, vaikka klassisessa mekaniikassakin kyse on vain hyödyllisistä työkaluista eikä todellisuudesta itsessään. Ei sillä, ja ehkä muistutan tässä ja tälä vain itseäni. Kyllä minäkin vetelen yhtäläisytsmerkkejä "oivallusteni" ja todellisuuden välille, mutta yritän aktiivisesti palauttaa mieleeni, että ne ovat korkeintaan hyödyllisiä tuökaluja kuin todellisuutta itsessään.

[JeeSe]

Energia oli kai kykyä tehdä työtä.
Eli kun olet sairaslomalla, niin silloin sinulla ei ole energiaa.

[Neutroni]

Selittäisikö joku fysiikasta muutakin tietävä kuin vain omilla aivoillaan, onko energia turha käsite muualla kuin klassisen mekaniikan sovellusten rakentelussa?

Ei ole. Energia on säilyvä suure järjestelmissä, joissa toteutuu ajansiirtosymmetria. Sellaisia ovat klassisen fysiikan lisäksi esim. kvanttimekaaniset systeemit, joissa energia on hyvin tärkeä suure systeemin tilaa kuvaamaan. Ainoa fysikaalisesti mielekäs systeemi, jossa ajansiirtosymmetria ei päde, on laajeneva avaruus. Jos tarkastellaan niin suurta avaruuden aluetta, että sen laajeneminen vaikuttaa merkittävästi fysiikkaan tarkasteluaikavälillä, ajansiirtosymmetria ja siten energian säilyminen ei päde. Energia ei ole sellaisissa oloissa kovin mielekäs suure.

Jos olen entropiani lukenut, systeemi hakeutuu kohti todennäköisintä tilaa. Systeemi ei siis pyri automaattisesti järjestyksestä epäjärjestykseen, vaan todennäköisimpään tilaan.

Fysiikassa se on sama asia eri sanoin. Järjestyksellä tarkoitetaan epätodennäköistä tilaa, jolla on pieni entropia.

Paikallisesti sellainen systeemin tila voi olla todennäköisin, mitä kutsumme aineeksi, mutta isossa kuvassa se on vain erikoistapaus systeemin sovittaessa itseään suljettuun tilaansa. Missä tässä on energia? Eikö energia sodi entropiaa tai tarkemmin entropiagradientin käsitettä vastaan tai ole käsitteenä ikään kuin tarpeeton? Tai entropiagradientin käsite tarpeeton, jos systeemi ei hakeudukaan kohti todennäköisintä tilaa, vaan sinne, "missä tehdään työtä"?

Energia tulee vastaan kaikissa laskuissa, joissa lasketaan systeemin tilaa tai entropiaa. En tulle teoreettista fysiikka kovin hyvin enkä osaa sanoa onko entropia edes mielekäs käsite ilman ajansiirtosymmetriaa (eli energiaa).

[Stadin öljylanne]

Selittäisikö joku fysiikasta muutakin tietävä kuin vain omilla aivoillaan, onko energia turha käsite muualla kuin klassisen mekaniikan sovellusten rakentelussa?

Ei ole. Energia on säilyvä suure järjestelmissä, joissa toteutuu ajansiirtosymmetria. Sellaisia ovat klassisen fysiikan lisäksi esim. kvanttimekaaniset systeemit, joissa energia on hyvin tärkeä suure systeemin tilaa kuvaamaan. Ainoa fysikaalisesti mielekäs systeemi, jossa ajansiirtosymmetria ei päde, on laajeneva avaruus. Jos tarkastellaan niin suurta avaruuden aluetta, että sen laajeneminen vaikuttaa merkittävästi fysiikkaan tarkasteluaikavälillä, ajansiirtosymmetria ja siten energian säilyminen ei päde. Energia ei ole sellaisissa oloissa kovin mielekäs suure.

Jos olen entropiani lukenut, systeemi hakeutuu kohti todennäköisintä tilaa. Systeemi ei siis pyri automaattisesti järjestyksestä epäjärjestykseen, vaan todennäköisimpään tilaan.

Fysiikassa se on sama asia eri sanoin. Järjestyksellä tarkoitetaan epätodennäköistä tilaa, jolla on pieni entropia.

Paikallisesti sellainen systeemin tila voi olla todennäköisin, mitä kutsumme aineeksi, mutta isossa kuvassa se on vain erikoistapaus systeemin sovittaessa itseään suljettuun tilaansa. Missä tässä on energia? Eikö energia sodi entropiaa tai tarkemmin entropiagradientin käsitettä vastaan tai ole käsitteenä ikään kuin tarpeeton? Tai entropiagradientin käsite tarpeeton, jos systeemi ei hakeudukaan kohti todennäköisintä tilaa, vaan sinne, "missä tehdään työtä"?

Energia tulee vastaan kaikissa laskuissa, joissa lasketaan systeemin tilaa tai entropiaa. En tulle teoreettista fysiikka kovin hyvin enkä osaa sanoa onko entropia edes mielekäs käsite ilman ajansiirtosymmetriaa (eli energiaa).

Kiitos. Tämäkin jo auttoi valtavasti.

[Stadin öljylanne]

Jos olen entropiani lukenut, systeemi hakeutuu kohti todennäköisintä tilaa. Systeemi ei siis pyri automaattisesti järjestyksestä epäjärjestykseen, vaan todennäköisimpään tilaan.

Fysiikassa se on sama asia eri sanoin. Järjestyksellä tarkoitetaan epätodennäköistä tilaa, jolla on pieni entropia.

Voi olla että sekoitan tämän tavalla tai toisella itsäni hypettämällä satunnaismatriisiteoriaan, joka käsittelee ymmärtääkseni satunaisuuden tilastollisia lainalaisuuksia. Ainakin matriiseissa. Teorian mukaan satunaisuudesta seuraa tilastollisina keskiarvoina ja jakaumina ennustettavia kuvioita ja virtauksia kun mittakoko valitaan sopivasti. Ymmärtääksei joitain Lie-ryhmiäkin onnistutaan simuloimaan satunnaismatriisien avulla, mutta olen tässä nyt huhupuheiden varassa.

Eli toki teoria saattaa olla vahvasti pelkää tieteiskirjalllisuutta vielä toistaiseksi. Mutta tästä otan tuon käsitteen systeemin todennäköisimmästä seuraavasta tilasta. Eli jos ymmärrän oikein, entropian väheneminen lokaalisti seuraisi satunnaisuutta koskevista tilastollisista laialaisuuksista kunhan satunnaisuuden mittakoko valitaan oikein. Se että entropia kasvaa suljetussa systeemissa, mutta voi pienentyä avoimessa systeemissä, olisivat molemmat siis systeemin todennäköisempiä seuraavia tiloja, kunhan mitakoko on oikea.