1
00:00:06,595 --> 00:00:10,303
Có một khái niệm quan trọng
trong hóa học và vật lý.

2
00:00:10,303 --> 00:00:14,963
Nó giúp giải thích tại sao quá trình
vật lý học chỉ xảy ra theo một hướng:

3
00:00:14,963 --> 00:00:16,689
tại sao đá tan chảy,

4
00:00:16,689 --> 00:00:18,989
tại sao kem lan tỏa trong cà phê,

5
00:00:18,989 --> 00:00:22,269
tại sao không khí xì ra 
khỏi lốp xe thủng.

6
00:00:22,269 --> 00:00:26,569
Đó là entropy,
và nó nổi tiếng là khó hiểu.

7
00:00:27,779 --> 00:00:31,699
Entropy thường được miêu tả
là thước đo sự hỗn độn.

8
00:00:31,699 --> 00:00:35,519
Đó là một hình ảnh thuận tiện,
nhưng không may lại gây hiểu lầm.

9
00:00:35,519 --> 00:00:38,341
Ví dụ, cái gì hỗn độn hơn -

10
00:00:38,341 --> 00:00:43,169
một cốc đá bào hay
một ly nước ở nhiệt độ phòng?

11
00:00:43,169 --> 00:00:45,173
Hầu hết mọi người sẽ nói là cốc đá,

12
00:00:45,173 --> 00:00:48,289
nhưng thực ra nó có ít entropy hơn.

13
00:00:48,869 --> 00:00:52,748
Sau đây là một cách nghĩ khác về
entropy thông qua các khả năng.

14
00:00:52,748 --> 00:00:57,360
Cách này có thể khó hiểu hơn,
nhưng hãy dành thời gian nghiền ngẫm nó

15
00:00:57,360 --> 00:01:01,120
và bạn sẽ hiểu rõ hơn về entropy.

16
00:01:01,120 --> 00:01:03,571
Xem xét hai vật thể nhỏ,

17
00:01:03,571 --> 00:01:07,331
mỗi vật được tạo thành 
từ sáu liên kết nguyên tử.

18
00:01:07,331 --> 00:01:12,451
Trong mô hình này, năng lượng ở mỗi vật
được chứa đựng ở các liên kết.

19
00:01:12,451 --> 00:01:15,172
Điều này có thể được suy tưởng
như những hộp chứa đơn giản

20
00:01:15,172 --> 00:01:19,860
có khả năng giữ các đơn vị năng lượng
được gọi là lượng tử.

21
00:01:19,860 --> 00:01:23,931
Càng nhiều năng lượng, vật đó càng nóng.

22
00:01:24,831 --> 00:01:28,982
Thật ra có rất nhiều cách 
phân phối năng lượng

23
00:01:28,982 --> 00:01:30,442
trong hai vật thể

24
00:01:30,442 --> 00:01:34,362
mà vẫn giữ nguyên
tổng năng lượng ở từng vật.

25
00:01:34,362 --> 00:01:38,332
Mỗi lựa chọn này được gọi là 
"trạng thái vi mô".

26
00:01:38,332 --> 00:01:43,341
Cứ sáu lượng tử năng lượng ở Vật A
và hai lượng tử năng lượng ở Vật B,

27
00:01:43,341 --> 00:01:47,802
thì có 9,702 trạng thái vi mô.

28
00:01:47,802 --> 00:01:52,731
Tất nhiên, có những cách khác để sắp xếp
8 lượng tử năng lượng của chúng ta.

29
00:01:52,731 --> 00:01:57,833
Ví dụ, tất cả năng lượng có thể đặt
ở Vật A và không năng lượng ở Vật B,

30
00:01:57,833 --> 00:02:00,702
hoặc một nửa ở A và một nửa ở B.

31
00:02:00,702 --> 00:02:04,154
Nếu giả định rằng mỗi trạng thái vi mô
là như nhau,

32
00:02:04,154 --> 00:02:06,794
chúng ta có thể thấy 
vài cấu hình năng lượng

33
00:02:06,794 --> 00:02:10,363
có khả năng xảy ra cao hơn
những cái còn lại.

34
00:02:10,363 --> 00:02:14,054
Đó là nhờ số lượng lớn
trạng thái vi mô của chúng.

35
00:02:14,054 --> 00:02:19,353
Entropy là thước đo trực tiếp
cho mỗi khả năng của cấu hình năng lượng.

36
00:02:20,253 --> 00:02:23,123
Thứ chúng ta thấy là
cấu hình năng lượng

37
00:02:23,123 --> 00:02:26,573
có mức năng lượng
phát tán nhiều nhất giữa các vật thể

38
00:02:26,573 --> 00:02:28,844
thì cũng có mức entropy cao nhất.

39
00:02:28,844 --> 00:02:30,414
Vậy nên theo cách hiểu chung,

40
00:02:30,414 --> 00:02:34,693
entropy có thể được coi như
một thước đo của sự phát tán năng lượng.

41
00:02:34,693 --> 00:02:37,783
Mức entropy thấp nghĩa là
năng lượng được tập trung.

42
00:02:37,783 --> 00:02:41,563
Mức entropy cao nghĩa là 
năng lượng được phát tán.

43
00:02:41,563 --> 00:02:45,605
Để thấy tại sao entropy quan trọng trong 
việc giải thích các quá trình tự nhiên,

44
00:02:45,605 --> 00:02:47,915
như hiện tượng vật nóng nguội đi,

45
00:02:47,915 --> 00:02:52,264
chúng ta cần nhìn vào
hệ thống động nơi năng lượng di chuyển.

46
00:02:52,264 --> 00:02:54,795
Trong thực tế, 
năng lượng không đứng yên.

47
00:02:54,795 --> 00:02:58,185
Nó không ngừng di chuyển giữa
các liên kết xung quanh.

48
00:02:58,625 --> 00:03:00,206
Khi năng lượng di chuyển,

49
00:03:00,206 --> 00:03:02,805
mô hình năng lượng có thể thay đổi.

50
00:03:02,805 --> 00:03:05,085
Bởi sự phân bổ của 
các trạng thái vi mô,

51
00:03:05,085 --> 00:03:09,836
có 21% khả năng là hệ thống
sẽ tồn tại ở mô hình

52
00:03:09,836 --> 00:03:13,475
mà năng lượng 
phát tán nhiều nhất,

53
00:03:13,475 --> 00:03:17,357
13% khả năng là nó sẽ
trở về điểm xuất phát,

54
00:03:17,357 --> 00:03:22,607
và 8% khả năng là A 
sẽ có thêm năng lượng.

55
00:03:22,607 --> 00:03:26,935
Một lần nữa, chúng ta thấy 
vì có nhiều cách để có năng lượng phát tán

56
00:03:26,935 --> 00:03:30,026
và mức entropy cao 
hơn là có được năng lượng tập trung

57
00:03:30,026 --> 00:03:32,368
nên năng lượng có xu hướng phát tán.

58
00:03:32,368 --> 00:03:35,459
Đó là lí do tại sao nếu bạn đặt
một vật nóng cạnh vật lạnh,

59
00:03:35,459 --> 00:03:39,350
vật lạnh sẽ ấm lên
và vật nóng sẽ nguội đi.

60
00:03:40,200 --> 00:03:41,827
Nhưng thậm chí trong ví dụ này,

61
00:03:41,827 --> 00:03:46,846
có 8% khả năng vật nóng
sẽ nóng lên.

62
00:03:46,846 --> 00:03:50,027
Tại sao trong thực tế
điều này không bao giờ xảy ra?

63
00:03:51,257 --> 00:03:53,947
Đó là do kích thước của hệ thống.

64
00:03:53,947 --> 00:03:57,937
Vật thể giả định của chúng ta 
chỉ có sáu liên kết ở mỗi vật.

65
00:03:57,937 --> 00:04:03,658
Hãy nâng các vật lên tới 6,000 liên kết
và 8,000 đơn vị năng lượng,

66
00:04:03,658 --> 00:04:07,397
và một lần nữa bắt đầu hệ thống 
với ba phần tư năng lượng ở A

67
00:04:07,397 --> 00:04:09,827
và một phần tư năng lượng ở B.

68
00:04:09,827 --> 00:04:14,317
Giờ chúng ta thấy khả năng A 
có thêm năng lượng một cách tự nhiên

69
00:04:14,317 --> 00:04:17,037
là con số cực nhỏ như thế này.

70
00:04:17,037 --> 00:04:22,308
Thông thường, các vật dụng hàng ngày
còn có nhiều phần nhỏ hơn nữa.

71
00:04:22,308 --> 00:04:25,920
Khả năng một vật nóng
trong thực tế nóng lên

72
00:04:25,920 --> 00:04:27,831
là cực kỳ nhỏ,

73
00:04:27,831 --> 00:04:30,169
đến mức không bao giờ xảy ra.

74
00:04:30,169 --> 00:04:31,328
Đá tan,

75
00:04:31,328 --> 00:04:32,718
kem lan tỏa,

76
00:04:32,718 --> 00:04:34,506
và lốp xì hơi

77
00:04:34,506 --> 00:04:39,702
là bởi những trạng thái này có nhiều 
năng lượng phát tán hơn năng lượng gốc.

78
00:04:39,702 --> 00:04:43,630
Không có thế lực thần bí nào
đẩy hệ thống lên mức entropy cao hơn.

79
00:04:43,630 --> 00:04:48,648
Chỉ là mức entropy cao luôn
có xác suất xảy ra cao hơn.

80
00:04:48,648 --> 00:04:52,328
Đó là lí do vì sao
entropy được gọi là mũi tên thời gian.

81
00:04:52,328 --> 00:04:56,798
Nếu năng lượng có cơ hội phát tán,
thì nó sẽ xảy ra như vậy.