Există un concept esențial în chimie și fizică.
El explică de ce procesele fizice se întâmplă într-un anume fel:
de ce se topește gheața,
de ce frișca se dizolvă în cafea,
de ce iese aerul dintr-o pană de cauciuc.
Este vorba despre entropie, un fenomen dificil de înțeles.
Entropia este deseori descrisă ca fiind o măsură a dezordinii.
Aceasta este o imagine convenabilă, dar, din păcate, derutantă.
De exemplu, ce este mai haotic:
o cană cu gheață topită sau un pahar cu apă la temperatura camerei?
Majoritatea oamenilor spun că gheața,
dar aceasta are un nivel mai scăzut de entropie.
Iată un alt mod de a privi situația folosind conceptul de probabilitate.
S-ar putea să fie mai dificil de înțeles, dar încercați să îl interiorizați
și veți înțelege mult mai bine entropia.
Luați în vedere două corpuri solide mici,
compus fiecare din șase legături atomice.
În acest model, energia fiecărui solid este stocată în aceste legături.
Acelea pot fi privite ca fiind simple recipiente,
care conțin unități indivizibile de energie numite cuante.
Cu cât mai multă energie are un solid, cu atât este mai fierbinte.
Se pare că există multe feluri prin care energia poate fi distribuită
în cele două corpuri solide
și tot ar rezulta același total de energie în fiecare.
Fiecare dintre aceste opțiuni se numește o microstare.
Pentru șase cuante de energie în Solidul A și două în Solidul B,
există 9.702 de microstări.
Desigur, există alte modalități prin care putem aranja cele opt cuante de energie.
De exemplu, toată energia poate fi distribuită în Solidul A și deloc în B,
sau jumătate în A și jumătate în B.
Dacă percepem fiecare microstare ca fiind la fel de plauzibilă,
putem observa că unele configurații energetice
au o probabilitate mai mare de manifestare.
Acest lucru se datorează faptului că ele au un număr mai mare de microstări.
Entropia este o măsură directă a probabilității fiecărei configurații.
Putem observa că acea configurație energetică
în care energia se răspândește cel mai mult între corpurile solide,
are cel mai mare grad de entropie.
Așadar, la modul general,
entropia poate fi percepută ca unitatea de măsură a dispersiei energiei.
Puțină entropie înseamnă că energia este concentrată.
Multă entropie înseamnă că e dispersată.
Pentru a vedea de ce entropia e utilă în explicarea proceselor spontane,
precum răcorirea obiectelor fierbinți,
este nevoie să ne uităm la un sistem dinamic, unde energia este în mișcare.
În realitate, energia nu este fixă.
Ea se mișcă constant între legături învecinate.
Pe măsură ce energia se deplasează,
configurația energetică se poate schimba.
Datorită distribuirii microstărilor,
există o șansă de 21% ca sistemul să se afle mai târziu într-o configurație
în care energia este răspândită la potențialul maxim,
există o șansă de 13% să revină la punctul inițial,
și o șansă de 8% ca A să dobândească energie.
Din nou, fiindcă există mai multe căi de a avea energie dispersată
și un nivel mai ridicat de entropie decât de energie concentrată,
energia tinde să se disperseze.
De aceea, dacă punem un obiect cald lângă unul rece,
cel rece se va încălzi, iar cel cald se va răci.
Însă chiar și în acel exemplu,
există o șansă de 8% ca obiectul cald să se încălzească.
De ce nu se întâmplă asta în viața reală?
Totul are legătura cu mărimea sistemului.
Solidele noastre ipotetice au doar câte șase legături.
Mărim la scară solidele până la 6000 de legături și 8000 de unități de energie,
și pornim din nou sistemul cu trei pătrimi din energie în A
și o pătrime în B.
Acum observăm că șansa ca A să acumuleze spontan mai multă energie
este acest număr minuscul.
Obiectele familiare, de zi cu zi, au mult mai multe particule decât acesta.
În lumea reală, șansa ca un obiect cald să se încălzească și mai mult
este atât de infimă,
încât pur și simplu nu se întâmplă.
Gheața se topește,
frișca se dizolvă,
iar cauciucurile se dezumflă
fiindcă aceste stări au mai multă energie dispersată decât cele inițiale.
Nu există o forță misterioasă ce împinge sistemul spre mai multă entropie.
Statistic vorbind, entropia crescută este mai plauzibilă.
De aceea entropia a fost numită „săgeata timpului”.
Dacă energia are oportunitatea de a se dispersa, o va face.