UnADM AL 125 08 534 10 de junio de 2015
La entropía y el órden. Termodinámica.
Por mucho tiempo los antiguos trataron de calcular y dar nombre a las propiedades de la materia que hacen que las cosas se desordenen. Muchos textos y artículos se refieren a la entropía como una medida del “desorden” o la “aleatoriedad”, pero no fue hasta el año de 1850 que el físico y matemático, Julius Julius Emmanuel Rudolf Rudolf Clausius le dio el nombre de entropía que viene del Griego ( !"#$%&'( ) y significa evolución o transformación. Más tarde en 1877 el físico Ludwig Eduard Boltzmann, encontró la forma de demostrar matemáticamente este concepto desde el punto de vista de la probabilidad. probabilidad. 1. Para aclarar las ideas anteriores investiga y explica lo siguiente: • Las razones para hacer la relación entre entropía y orden. En la mayoría de los procesos naturales intervienen miles de millones de átomos que se pueden mover en infinidad de direcciones. Si, por casualidad, la disposición de átomos estuviera en un principio sometida a alguna clase de orden, es casi seguro que cualquier movimiento aleatorio, cualquier cambio espontáneo, disminuiría ese orden, o por decirlo de otra manera, aumentaría el desorden. De acuerdo con el segundo principio de la termodinámica, la entropía del universo está en constante aumento; es decir, la distribución de energía en el universo está constantemente igualándose. Puede demostrarse que cualquier proceso que iguala las concentraciones de energía aumenta también el desorden. Por consiguiente, esta tendencia a incrementar el desorden en el universo con los movimientos aleatorios libres de las partículas que lo componen no es sino otro aspecto del segundo principio y la entropía cabe considerarla como una medida del desorden que existe en el universo. • Las ventajas y desventajas de tal relación. Cuando las cosas se observan desde esta perspectiva, es fácil ver la mano del segundo principio por doquier porque los cambios naturales actúan claramente en la dirección del desorden; para restaurar el orden hace falta un esfuerzo especial. Los objetos se des-colocan, las cosas se desordenan... Y para tener las cosas a punto es preciso estar constantemente arreglando y limpiando el polvo y ordenando.
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• La relación entre entropía y la carencia de información. La conexión de la entropía con la información fue establecida por Shannon y Weaver en su teoría de información. Si el sistema es uno de comunicación, en este caso, la información transmitida tenderá a degradarse (a desordenarse); a medida que un mensaje circula, el ruido lo altera y el contenido original se va desordenando (un chisme, un "teléfono roto", una fotocopia de una fotocopia de una fotocopia, etc.). Ellos proponían entonces mecanismos de retroalimentación que permitieran mejorar la relación entre un mensaje enviado y un mensaje recibido. Y para hacerlo, la fórmula de entropía de la termodinámica resultó apropiada. Mientras que la entropía mide el nivel de desorden en el sistema, es decir la incertidumbre; la información representa el orden, la certidumbre. Por tanto, la información correspondería a entropía negativa dando la posibilidad de medir la cantidad de información en un sistema (o en un mensaje para compararlo con la cantidad enviada y corregir o reenviar en caso de pérdida de información). • Las razones para relacionar la entropía con la carencia de información. En el ámbito de la teoría de la información la entropía, también llamada entropía de la información y entropía de Shannon (en honor a Claude E. Shannon), mide la incertidumbre de una fuente de información. La entropía también se puede considerar como la cantidad de información promedio que contienen los símbolos usados. Los símbolos con menor probabilidad son los que aportan mayor información; por ejemplo, si se considera como sistema de símbolos a las palabras en un texto, palabras frecuentes como "que", "el", "a" aportan poca información, mientras que palabras menos frecuentes como "corren", "niño", "perro" aportan más información. Si de un texto dado borramos un "que", seguramente no afectará a la comprensión y se sobreentenderá, no siendo así si borramos la palabra "niño" del mismo texto original. Cuando todos los símbolos son igualmente probables (distribución de probabilidad plana), todos aportan información relevante y la entropía es máxima. El concepto de entropía es usado en termodinámica, mecánica estadística y teoría de la información. En todos los casos la entropía se concibe como una "medida del desorden" o la "peculiaridad de ciertas combinaciones". La entropía puede ser considerada como una medida de la incertidumbre y de la información necesaria para, en cualquier proceso, poder acotar, reducir o eliminar la incertidumbre. Resulta que el concepto de información y el de entropía están ampliamente relacionados entre sí, aunque se necesitaron años de desarrollo de la mecánica estadística y de la teoría de la información antes de que esto fuera percibido. • Las ventajas y desventajas de usar la comparación entre entropía y carencia de información. La información es tratada como magnitud física, caracterizando la información de una secuencia de símbolos utilizando la Entropía. Se parte de la idea de que los canales no son ideales, aunque muchas veces se idealicen las no linealidades, para estudiar diversos métodos de envío de información o la cantidad de información útil que se pueda enviar a través de un canal. La información necesaria para especificar un sistema físico tiene que ver con su entropía. •
Los fundamentos físicos de ambas comparaciones y cuál de las dos es la que consideras que ayudan a entender mejor el concepto de entropía.
La vida es el conflicto de lo singular contra lo universal; del desequilibrio de cada sistema contra el equilibrio máximo; del esfuerzo de mantenerse inestable en relación con la máxima estabilidad a que tiende la naturaleza y del orden contra el caos. La materia y la energía se
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mueven simultáneamente a favor y en contra de la vida. Por su gran diferenciación, los sistemas compuestos por materia viva, son inestables y frágiles y cada uno de ellos, como unidad individual, llega necesariamente al momento de su desaparición, de su incorporación al equilibrio y a la estabilidad: a la muerte que es la máxima entropía del sistema. Para seguir siendo la materia viva necesita consumir y degradar energía continuamente; energía que los sistemas transforman en trabajo que a su vez, este trabajo, es utilizado en las funciones necesarias para la obtención de energía, para el crecimiento y el desarrollo; así como los seres gastamos energía y la reponemos mediante la comida.
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