Τι είναι η εντροπία

Η εντροπία είναι μία έννοια την οποία συχνά ακούμε από επιστήμονες και μη χωρίς όμως πάντα να καταλαβαίνουμε τι σημαίνει. Μάλιστα υπάρχουν φορές όπου στην έννοια αυτή αποδίδονται λανθασμένες «μεταφυσικές» ιδιότητες. Εάν αναζητήσει κανείς την λέξη εντροπία στο διαδίκτυο, μπορεί να ρθει αντιμέτωπος με αρκετή ορολογία η κατανόηση της οποίας απαιτεί εκτεταμένη γνώση φυσικής.

Πως μπορούμε, λοιπόν, να εξηγήσουμε με απλά λόγια την έννοια της εντροπίας; Ένας παραδοσιακός αλλά απλοϊκός ορισμός είναι ο εξής:

Η εντροπία αποτελεί ένα ποσοτικό μέτρο της αταξίας της ύλης.

Για να κατανοήσουμε την παραπάνω πρόταση ας δώσουμε ένα καθημερινό παράδειγμα. Έστω πως ένα απόγευμα φτιάχνουμε καφέ μέσα στον οποίο ρίχνουμε μία σταγόνα γάλα. Στην αρχή η σταγόνα δεν έχει διασκορπιστεί μέσα στον καφέ. Δηλαδή η ύλη είναι «τακτοποιημένη» αφού κάποιος που παρατηρεί το φλιτζάνι μπορεί να διακρίνει την σταγόνα γάλατος από τον καφέ. Καθώς περνάει ο χρόνος, η σταγόνα διαλύεται και καταλήγουμε σε ένα ομοιογενές μείγμα όπου κάποιος δεν μπορεί να διακρίνει την σταγόνα από τον καφέ. Τότε η ύλη βρίσκεται σε πλήρης «αταξία». Επομένως, η εντροπία με το πέρασμα του χρόνου αυξήθηκε αφού στην αρχή η ύλη ήταν οργανωμένη και μετά ανοργάνωτη. Η προηγούμενη πρόταση είναι μία εκλαϊκευμένη διατύπωση του δεύτερου θερμοδυναμικού αξιώματος το οποίο πιο επίσημα λέει ότι:

Σε μία φυσική μεταβολή πάντα προκαλείται αύξηση της συνολικής εντροπίας.

Τέλος, μέσω της έννοιας της εντροπίας καθορίζεται η φορά του χρόνου. Υποθέστε πως τραβάμε σε βίντεο την διάλυση της σταγόνας γάλατος στον καφέ. Δείχνουμε το βίντεο δύο φορές σε κάποιον. Την μία φορά το παίζουμε κανονικά (forward play) ενώ την άλλη το παίζουμε ανάποδα (backward play) και ρωτάμε τον θεατή ποιο από τα δύο βίντεο είναι το κανονικό. Υπάρχει περίπτωση να απαντήσει λάθος; Όχι, διότι η καθημερινή εμπειρία υπαγορεύει ότι με το πέρασμα του χρόνου η σταγόνα διαλύεται. Το να ξεχωρίσει η σταγόνα από τον καφέ από μόνη της θα ήταν κάτι το απίθανο: θα παραβίαζε το δεύτερο θερμοδυναμικό αξίωμα καθώς η εντροπία θα μειωνόταν. Άρα η κατεύθυνση του χρόνου είναι αυτή κατά την οποία η εντροπία αυξάνεται.