WEBVTT

00:00:06.875 --> 00:00:10.453
هناك مفهوم مهم بالنسبة 
إلى الكيمياء والفيزياء.

00:00:10.453 --> 00:00:15.293
يساعدُ في شرح لِمَ تذهبُ العمليات
الفيزيائية في اتجاه واحد وليس في الآخر

00:00:15.293 --> 00:00:16.849
لماذا يذوبُ الثلج

00:00:16.849 --> 00:00:19.279
ولماذا تنتشرُ القشدة في القهوة

00:00:19.279 --> 00:00:22.529
ولماذا يتسربُ الهواء خارج الإطار المثقوب

00:00:22.529 --> 00:00:27.039
إنها الإنتروبيا (مقياس الطاقة المُشتتة)
ويصعبُ ملاحظتها وفهمها.

00:00:27.039 --> 00:00:31.879
يتمُ وصف الإنتروبيا في معظم الأحيان
كمقياس للخلل والفوضى.

00:00:31.879 --> 00:00:35.739
هذه هي صورة مناسبة، ولكنها للأسف خادعة.

00:00:35.739 --> 00:00:38.511
على سبيل المثال، أيهما أكثر اختلالًا

00:00:38.511 --> 00:00:43.469
كوب من الثلج المسحوق أم كأس من الماء
بدرجة حرارة الغرفة؟

00:00:43.469 --> 00:00:45.373
سيقول معظم الناس الثلج

00:00:45.373 --> 00:00:49.069
ولكن في الحقيقة أن لدى الثلج إنتروبيا أقل.

00:00:49.069 --> 00:00:52.898
لذلك، ههنا طريقة أخرى للتفكير حولها
من خلال الاحتمالية.

00:00:52.898 --> 00:00:57.290
قد تكون معّقدة لفهمها،
ولكن خذ وقتك لاستيعابها

00:00:57.290 --> 00:01:01.260
وسيكون لديك فهم أفضل لمفهوم الإنتروبيا.

00:01:01.260 --> 00:01:03.661
افحص هاتين المادتين الصلبتين الصغيرتين

00:01:03.661 --> 00:01:07.541
والتي تتكون كل واحدة منهما
من ستة روابط ذرية.


00:01:07.541 --> 00:01:12.781
في هذا النموذج، تتخزن الطاقة
في كل مادة صلبة في الروابط.

00:01:12.781 --> 00:01:15.292
ويمكنُ التفكير فيها كحاويات بسيطة.

00:01:15.292 --> 00:01:20.070
التي تحتفظُ بوحدات الطاقة غير القابلة - 
للتجزئة والمعروفة باسم كوانتا (الكَم)

00:01:20.070 --> 00:01:24.601
فكلما كان لدى المادة الصلبة طاقة أكثر،
كلما كانت حارّة أكثر.

00:01:24.601 --> 00:01:29.042
تبين أن هناك طرقًا عديدة جدًا يمكنُ فيها 
للطاقة أن تتوزع

00:01:29.042 --> 00:01:30.552
في المادتين الصلبتين

00:01:30.552 --> 00:01:34.592
ولا يزالُ لدى كلٍ منهما نفس مجموع الطاقة.

00:01:34.592 --> 00:01:38.502
يُسمى كل من هذين الخَيارين
مايكروستات (الحالة الانتقالية)

00:01:38.502 --> 00:01:43.341
فلكل ست كوانتا من الطاقة في المادة "أ"
واثنتين في المادة "ب"

00:01:43.341 --> 00:01:47.832
هناك 9,702 مايكروستات.

00:01:47.832 --> 00:01:52.861
بالتأكيد، هناك طرق أخرى يمكننا فيها 
ترتيب ثماني كونتا من الطاقة.

00:01:52.861 --> 00:01:57.833
على سبيل المثال، يمكن أن تكون كل الطاقة
في المادة "أ" وليس في المادة "ب".

00:01:57.833 --> 00:02:00.872
أو نصفها في "أ" ونصفها في "ب".

00:02:00.872 --> 00:02:04.154
إذا افترضنا بأن كل مايكروستات 
هو على الأرحج متساوٍ


00:02:04.154 --> 00:02:06.794
يمكننا رؤية أن بعض توزيع الطاقة

00:02:06.794 --> 00:02:10.543
لديها احتمال أكبر للحدوث أكثر من الأخرى

00:02:10.543 --> 00:02:14.184
ويعودُ ذلك إلى العدد الكبير 
من المايكروستات.

00:02:14.184 --> 00:02:20.143
الانتروبيا هو مقياس مباشر لكل احتمالية
توزيع الطاقة.

00:02:20.143 --> 00:02:23.193
ما نراه هو أن توزيع الطاقة

00:02:23.193 --> 00:02:26.843
في المادة حيث الطاقة هي أكثر انتشارًا
بين المواد الصلبة

00:02:26.843 --> 00:02:28.924
لها إنتروبيا أعلى.

00:02:28.924 --> 00:02:30.474
لذلك وفي المعنى العام

00:02:30.474 --> 00:02:34.853
يمكن التفكير بالإنتروبيا كمقياس 
لانتشار الطاقة.

00:02:34.853 --> 00:02:37.893
تعني الإنتروبيا المنخفضة بأن الطاقة مركزة

00:02:37.893 --> 00:02:41.623
وتعني الإنتروبيا العالية بأنها منتشرة.

00:02:41.623 --> 00:02:45.765
لرؤية لِمَ الانتروبا مفيدة لشرح
العمليات التلقائية

00:02:45.765 --> 00:02:48.075
مثل المواد الساخنة التي تبرد

00:02:48.075 --> 00:02:52.434
نحتاجُ للنظر في النطام الديناميكي 
حيثُ تتحرك الطاقة.

00:02:52.434 --> 00:02:54.935
في الحقيقة، لا تبقى الطاقة ساكنة.

00:02:54.935 --> 00:02:58.065
تتحرك باستمرار بين الروابط المجاورة.

00:02:58.065 --> 00:03:00.206
وكما تتحرك الطاقة

00:03:00.206 --> 00:03:02.955
يمكن أن تتغير ترتيب وتوزيع الطاقة.

00:03:02.955 --> 00:03:05.085
بسبب توزيع الميكروستات

00:03:05.085 --> 00:03:09.836
يوجد احتمال 21% بأن المنظومة
ستكون لاحقًا في التوزيع

00:03:09.836 --> 00:03:13.595
حيث الطاقة منتشرة لأقصى حد

00:03:13.595 --> 00:03:17.357
ويوجد أحتمال 13% أن المنظومة ستعودُ 
إلى نقطة البداية

00:03:17.357 --> 00:03:22.857
وإحتمال 8% أن المادة "أ"
ستكسبُ طاقة فعلًا.

00:03:22.857 --> 00:03:26.935
مرةً أخرى، نرى ذلك بسبب
أن هناك طرقًا أكثر لتشتت الطاقة

00:03:26.935 --> 00:03:30.026
وانتروبيا عالية أكثر من تركيز الطاقة

00:03:30.026 --> 00:03:32.558
تميلُ الطاقة للانتشار.

00:03:32.558 --> 00:03:35.509
لهذا السبب إذا وضعت مادة ساخنة 
بجانب مادة باردة

00:03:35.509 --> 00:03:40.420
ستسخن الباردة وتبرد الساخنة.

00:03:40.420 --> 00:03:41.867
حتى مع هذا المثال

00:03:41.867 --> 00:03:47.116
يوجد احتمال 80% أن المادة الساخنة 
ستسخن أكثر.

00:03:47.116 --> 00:03:51.427
لماذا لا يحدث ذلك أبدًا في الواقع؟

00:03:51.427 --> 00:03:54.177
يعودُ الأمر كله حول حجم المنظومة.

00:03:54.177 --> 00:03:58.057
لدى موادنا الإفتراضية ستة روابط فقط 
في كلِ منهما.

00:03:58.057 --> 00:04:03.938
دعنا نرفع المواد الصلبة إلى 6,000 رابط
و 8,000 وحدة من الطاقة

00:04:03.938 --> 00:04:07.527
ونبدأ بتشغيل المنظومة مجددًا 
مع ثلاثة ارباع من الطاقة في المادة أ

00:04:07.527 --> 00:04:10.127
وربع في المادة ب.

00:04:10.127 --> 00:04:14.337
نجدُ الآن أن فرصة المادة "أ"
للكسب التلقائي للمزيد من الطاقة

00:04:14.337 --> 00:04:17.247
هو هذا العدد الضئيل جدًا.

00:04:17.247 --> 00:04:22.308
كما هو مألوف، لدى المواد اليومية العديد
والكثير من المرات جزئيات أكثر من هذه.

00:04:22.308 --> 00:04:25.920
فرصة المادة الساخثة في العالم الحقيقي
بأنها ستزداد سخونة

00:04:25.920 --> 00:04:28.011
هو احتمال صغير تافة لا يذكر

00:04:28.011 --> 00:04:30.409
إنه مجرد لا يحدثُ مطلقًا.

00:04:30.409 --> 00:04:31.528
يذوب الثلج

00:04:31.528 --> 00:04:32.918
وتختلطُ القشدة

00:04:32.918 --> 00:04:34.676
ويفرغُ الهواء من الإطارات

00:04:34.676 --> 00:04:39.942
لأن لدى هذه الحالات طاقة مشتتة أكثر
من الأصلية.

00:04:39.942 --> 00:04:43.630
لا يوجد هناك قوة غامضة تدفع المنظومة
اتجاه انتروبيا عالية.

00:04:43.630 --> 00:04:48.928
إنها مجرد الانتروبيا العالية هي دائمًا 
أكثر إحصائيًا على الأرجح.

00:04:48.928 --> 00:04:52.480
لهذا السبب دُعيت الأنتروبيا "سهم الزمن".

00:04:52.480 --> 00:04:56.739
إذا كان لدى الطاقة فرصة للانتشار، 
فإنها ستنتشر.