الانتروبيا (Entropy)

ينص القانون الاول من الديناميكا الحرارية thermodynamicsعلى ان الحرارة صورة من صور الطاقة ويمكن ان تتحول الى اى صورة اخرى من صور الطاقة واذا اتصل جسمان احدهما ساخن والاخر بارد فإن الحرارة تنتقل من الساخن الى البارد حتى يحدث الاتزان الحرارى بين الجسمين وتتساوى درجة حرارتهما وذلك اذا كان الجسمان معزولين عن اى مصدر حرارى اخر..ولذلك يكون تدفق الحرارة من الاسخن الى الابرد ..وان ليس هناك منظومة من شأنها نقل الحرارة من الابرد الى الاسخن اذا كانت معزولة عن اى مصدر حرارى اخر..لكن باستخدام الية خارجية فيمكن ذلك..ومن امثلة ذلك الثلاجات..حيث انها تطرد الحرارة من داخلها الى خارجها..وعملية اشعاع الحرارة من الاجسام الساخنة وطردها فى الجو المحيط الاقل سخونة هى واحدة من صور القانون الثانى للديناميكا الحرارية..وهو موضوعنا اليوم..يتسم ذلك القانون بعدم التناظر الزمنى ..لانه لاينعكس..اى لايمكن ان ان ت الامور بشكل معكوس وتنتقل الحرارة من البارد الى الى الساخن..ويعمم هذا القانون على اشياء كثيرة فى الفيزياء..حيث لا يمكن ان تجرى الاشياء بشكل معكوس ولها اتجاه واحد فقط..وهذه الحالة من اللاعكوسية هى مايطلق عليها الفيزيائيون الانتروبياEntropy..والانتروبيا هى معامل رياضى يقيس مقدار الفوضى فى منظومة معينة..وبما ان المنظومات الكونية تتجه من النظام الى الفوضى مع مرور الزمان..فان  الانتروبيا تزيد فى الكون..لان الانتروبيا تزيد فى المنظومة كلما قل النظام وزادت الفوضى فى هذه المنظومة وتقل كلما قلت الفوضى وزاد النظام..وبما ان المنظومات الكونية تزيد بها الفوضى مع مرور الزمن فلايمكن ان تقل الانتروبيا فى الكون بل انها انها تزيد مع الزمن وهذا دليل ان الكون لا يمكن ان يرجع للخلف اى لا يمكن الرجوع الى الماضى بل التقدم فى اتجاه واحد الى المستقبل بلا عكوسية..وذلك كما اوضح عالم الفيزياء ارثر ادينجتون فى كتابه طبيعة العالم المادى وذلك فى عام ١٩٢٨م بان مثل الزمن بسهم ذا اتجاه واحد يتجه من الماضى الى الحاضر الى المستقبل..خلاصة القول ان القانون الثانى من الديناميكا الحرارية ينص على ان الانتروبيا فى الكون لا يمكن ان تقل..ولو ربطنا بين الانتروبيا والمعلومات..فلو اتسمت المنظومة بالانتظام فستحتاج معلومات اكثر لوصفها..اما لوزادت الفوضى فيها فستحتاج كمية اقل من المعلومات..ولذلك فالمعلومات هى انتروبيا سالبة negative entropy..فكلما زادت الانتروبيا كلما قلت المعلومات..وقد اجرى العالم الاسترالى بولتزمان تجارب على الحرارة والضغط والغازات..ليصل الى افتراض الفوضى الجزيئية ..وقد توصل بولتزمان الى اثبات رياضى قوى لنموذج فوضى جزيئات الغاز من خلال كم اسماه(H)..وهذا الكم ترتهن قيمته بمدى ماتتصف به الجزيئات من ترتيب..وتوضح نظريةH..انه لا يمكن الا ان تزيد قيمة H مع مرور الزمن..ويتضح لنا ان H ما هى الا تعبير عن الانتروبيا..وهكذا اصبحت اصبحت H هى التعبير الذرى والتفسير لقانون زيادة الانتروبيا..وهى واحدة من الانجازات المتقدمة العظيمة للفيزياء النظرية..........

هوكينج وراماناجون..عبقريات نقية.

ستيفن هوكينج الاشهر عالميا فى عالم الفيزيائيين والذى يتنافس طلاب الفيزياء فى جميع جامعات العالم على اقتناء محاضراته المرئية حتى لو كانت محاضرة نادرة من السبعينيات..وهو كما يحب ان ان يعرفه د.مصطفى ابراهيم فهمى -استاذ الباثولوجيا الاكلينيكية ومترجم كتب ستيفن هوكينج-انه اشهر علماء الفيزياء فى عصرنا على الرغم انه لم يفز بجائزة نوبل قط..ستيفن هوكينغ يقدر علماء  النفس معدل ذكاؤه انه ١٨٠+ وهو من الباحثين المتعمقين فى نظرية كل شىء فى الفيزياء theory of every thing..ويعد إسهامه فى الفيزياء هو اشعاع هوكينج hawking radiation الذى ينبعث من الثقوب السوداء ..لكن بعض العلماء يشككون فى هذا الانجاز لانه دليل على رؤيتنا للثقوب السوداء ناهيك عن ان هناك شكوك فى وجود ثقوب سوداء اصلا..اما إسهاماته الاشهر فى الفيزياء فهى فى مجال تبسيط العلوم للقارىء العادى..ففى اول كتبه وهو تاريخ موجز للزمن brief history of time حاول توصيل الفيزياء وعلوم الكونيات للقارىء البسيط..ولاقى الكتاب نجاحا منقطع النظير حول العالم لدرجة ان حجم مبيعات اسطوانات ملكة البوب مادونا كانت تقارن بمبيعات هذا الكتاب..اما كتابه الثانى فكان نجاحه اقل قليلا من الكتاب الاول والكتاب الثانى هو الكون فى قشرة جوز the universe in a nut shell..اما كتابه الثالث فهو اثار ضجة وزوبعة ضد ستيفن هوكينج حتى من علماء الفيزياء نفسهم لانه انكر وجود الخالق فيه وكان عنوانه التصميم العظيم ..ستيفن هوكينج انجز مانجزه وهو يحارب الاعاقة من شلل رباعى على كرسى لا يتحرك فى جسده اى عضو ومزودالكرسى بكمبيوتر وبقعة الكترونية كماوس لينقر عليه هوكينج فيكتب مايريد ان يقوله ..لهذا فهو يعتبر مثال للعبقرية النقية الخالصة.........
اما راماناجون فهو شاب هندى لم يلتحق بالجامعة ..ثم قرا كتب عن الرياضيات وحساب المثلثات وجدها فى قبو منزله..فاشتق منها قوانين عظيمة فى الرياضيات ..وارسلها لعالم الرياضيات الانجليزى هاردى الذى ادرك اد هذا الفت عبقرى من نوع خاص فارسل له لياتى الى الى جامعة كامبريدج..وارسل له مساعده ليستقبله ..وفور دخول راماناجون الى جامعة كامبريدج تملكته الرهبة فقال له مساعد البروفيسور هاردى most of great knowledge comes from humble origins..معظم المعرفة العظيمة تاتى من اصول متواضعة..بعدها اشتق راماناجون مع البروفيسور هاردى مجموعة من اعظم قوانين الرياضيات..راماناجون كان مثالا للعبقرية الخالصة فمثلا كان يروى عنه انه كان سائرا فرأى لوحة سيارة مكتوب عليها الرقم  ١٧٢٩ فقال ان هذا الرقم مجموع مكعبين مختلفين هم مكعب ٩+ مكعب١٠وايضا مكعب١٢+مكعب١..وهكذا دواليك كان يحلل ويحسب اى ارقام يراها فى حياته فى الشارع فى الجامعة وفى كل شئ..والعبقرية الخالصة والنقية ليست القاسم المشترك الوحيد بين هوكينج وراماناجون فالاثنين درسا وعملا بكامبريدج فهوكينج كان يشغل استاذ كرسى chair professor..بجامعة كامبريدج وهو نفس المنصب الذى شغله ايزاك نيوتن من قبل.........