0:00:06.875,0:00:10.453 Существует понятие, которое имеет[br]первостепенную важность в химии и физике. 0:00:10.453,0:00:15.293 Оно помогает объяснить, почему физические [br]процессы протекают так, а не иначе: 0:00:15.293,0:00:16.849 почему лёд тает, 0:00:16.849,0:00:19.279 почему взбитые сливки[br]растворяются в горячем кофе, 0:00:19.279,0:00:22.529 почему воздух выходит из пробитой шины. 0:00:22.529,0:00:27.039 Это — энтропия, и разобраться в ней[br]бывает очень сложно. 0:00:27.039,0:00:31.879 Энтропию часто описывают[br]как меру неопределённости. 0:00:31.879,0:00:35.739 Это удобное определение, [br]но оно, к сожалению, обманчиво. 0:00:35.739,0:00:38.511 Например, что более неупорядочено: 0:00:38.511,0:00:43.469 чашка колотого льда [br]или стакан воды комнатной температуры? 0:00:43.469,0:00:45.373 Большинство людей ответит, что лёд, 0:00:45.373,0:00:49.069 но его энтропия ниже. 0:00:49.069,0:00:52.898 Поэтому энтропию стоит рассматривать[br]с точки зрения вероятности. 0:00:52.898,0:00:57.290 Возможно, это будет сложнее понять,[br]но вдумайтесь в него какое-то время, 0:00:57.290,0:01:01.260 и вы лучше осмыслите понятие энтропии. 0:01:01.260,0:01:03.661 Рассмотрим два малых твёрдых тела, 0:01:03.661,0:01:07.541 каждое из которых состоит[br]из шести атомных связей. 0:01:07.541,0:01:12.781 В нашем примере энергия в каждом[br]твёрдом теле содержится в этих связях. 0:01:12.781,0:01:15.292 Их можно представить себе[br]простыми контейнерами, 0:01:15.292,0:01:20.070 которые могут содержать неделимые[br]единицы энергии, известные как кванты. 0:01:20.070,0:01:24.601 Чем больше энергии в твёрдом теле,[br]тем выше его температура. 0:01:24.601,0:01:29.042 Оказывается, существует немало[br]вариантов распределения энергии 0:01:29.042,0:01:30.682 в двух твёрдых телах, 0:01:30.682,0:01:34.592 но при этом та же общая энергия [br]будет сохраняться в каждом из них. 0:01:34.592,0:01:38.502 Каждая из этих возможностей[br]называется микросостоянием. 0:01:38.502,0:01:43.341 Для шести квантов энергии[br]в теле А и двух в теле В 0:01:43.341,0:01:47.832 существует 9 702 микросостояний. 0:01:47.832,0:01:52.861 Безусловно, существуют другие варианты[br]распределения наших 8 квантов энергии. 0:01:52.861,0:01:57.833 Например, вся энергия может храниться[br]в теле А и её вообще не будет в теле В, 0:01:57.833,0:02:00.872 или половина — в А и половина — в В. 0:02:00.872,0:02:04.154 Если предположить, что каждое[br]микросостояние равновероятно, 0:02:04.154,0:02:06.794 то мы увидим, что некоторые[br]конфигурации энергии 0:02:06.794,0:02:10.543 более вероятны, чем другие. 0:02:10.543,0:02:14.184 Это происходит из-за большего[br]у них числа микросостояний. 0:02:14.184,0:02:20.143 Энтропия — это степень вероятности[br]каждой из конфигураций энергии. 0:02:20.143,0:02:23.193 Мы видим, что конфигурация энергии, 0:02:23.193,0:02:26.843 когда та наиболее рассеяна[br]между двумя твёрдыми веществами, 0:02:26.843,0:02:28.924 имеет наивысшую энтропию. 0:02:28.924,0:02:30.474 Поэтому в общем смысле 0:02:30.474,0:02:34.853 энтропией можно называть[br]меру рассеивания энергии. 0:02:34.853,0:02:37.893 Низкая энтропия означает,[br]что энергия сконцентрирована. 0:02:37.893,0:02:41.623 Высокая энтропия — что она рассеяна. 0:02:41.623,0:02:45.765 Чтобы понять, почему энтропия полезна[br]при объяснении естественных процессов, 0:02:45.765,0:02:48.075 как то остывание горячих объектов, 0:02:48.075,0:02:52.434 мы должны рассмотреть динамическую[br]систему, в которой перемещается энергия. 0:02:52.434,0:02:54.935 В реальности энергия [br]не лежит «мёртвым грузом». 0:02:54.935,0:02:58.065 Она постоянно движется[br]между соседними связями. 0:02:58.065,0:03:00.206 Когда энергия движется, 0:03:00.206,0:03:02.955 конфигурация энергии может изменяться. 0:03:02.955,0:03:05.085 Вследствие распределения микросостояний 0:03:05.085,0:03:09.836 существует вероятность, равная 21%,[br]что система окажется в конфигурации, 0:03:09.836,0:03:13.595 при которой энергия максимально рассеяна, 0:03:13.595,0:03:17.357 13% того, что она вернётся[br]в своё изначальное состояние, 0:03:17.357,0:03:22.857 и всего 8%, что тело А приобретёт энергию. 0:03:22.857,0:03:26.935 Мы снова видим, что поскольку[br]вариантов с рассеянной энергией 0:03:26.935,0:03:30.026 и высокой энтропией больше,[br]чем с сосредоточенной энергией, 0:03:30.026,0:03:32.558 она имеет тенденцию рассеиваться. 0:03:32.558,0:03:35.509 Поэтому, если вы поставите рядом[br]горячий и холодный предметы, 0:03:35.509,0:03:40.420 холодный нагреется, а горячий охладится. 0:03:40.420,0:03:41.867 Но даже в этом примере 0:03:41.867,0:03:47.116 существует вероятность, равная 8%, [br]что горячий объект станет ещё горячее. 0:03:47.116,0:03:51.427 Почему же этого никогда [br]не происходит в реальной жизни? 0:03:51.427,0:03:54.177 Всё зависит от размеров системы. 0:03:54.177,0:03:58.057 У наших гипотетических веществ[br]было всего по шесть связей. 0:03:58.057,0:04:03.938 Давайте увеличим их число[br]до 6 000 связей и 8 000 единиц энергии, 0:04:03.938,0:04:07.527 у системы вначале будет[br]три четверти энергии в теле А 0:04:07.527,0:04:10.127 и одна четверть в теле В. 0:04:10.127,0:04:14.337 Теперь вероятность того, что А[br]спонтанно приобретёт больше энергии, 0:04:14.337,0:04:17.247 вот настолько мала. 0:04:17.247,0:04:22.308 У знакомых нам повседневных предметов[br]во много, много раз больше частиц. 0:04:22.308,0:04:25.920 Шанс того, что горячий объект[br]в реальном мире станет горячее, 0:04:25.920,0:04:28.011 настолько ничтожен, 0:04:28.011,0:04:30.409 что этого никогда не происходит. 0:04:30.409,0:04:31.528 Лёд тает, 0:04:31.528,0:04:32.918 сливки растовряются, 0:04:32.918,0:04:34.676 шины сдуваются, 0:04:34.676,0:04:39.942 потому что эти состояния обладают более [br]распределённой энергией, чем изначальные. 0:04:39.942,0:04:41.482 Не существует волшебной силы, 0:04:41.482,0:04:43.630 «толкающей» систему [br]к более высокой энтропии. 0:04:43.630,0:04:48.928 Просто более высокая энтропия[br]статистически более вероятна. 0:04:48.928,0:04:52.480 Поэтому энтропию называют стрелой времени. 0:04:52.480,0:04:56.999 Если у энергии есть шанс рассеяться,[br]то это обязательно произойдёт.