ما هو الانتروبيا؟
Context:الانتروبيا هو مفهوم علمي، بالإضافة إلى خاصية فيزيائية قابلة للقياس، والتي ترتبط عادة بحالة من الاضطراب أو العشوائية أو عدم اليقين. يستخدم المصطلح والمفهوم في مجالات متنوعة، من الديناميكا الحرارية الكلاسيكية، حيث تم الاعتراف بها لأول مرة، إلى الوصف المجهري للطبيعة في الفيزياء الإحصائية، ومبادئ نظرية المعلومات. وجد تطبيقات واسعة النطاق في الكيمياء والفيزياء، في الأنظمة البيولوجية وعلاقتها بالحياة، في علم الكونيات، الاقتصاد، علم الاجتماع، علم الطقس، تغير المناخ، وأنظمة المعلومات بما في ذلك نقل المعلومات في الاتصالات السلكية واللاسلكية.
الانتروبيا هو مفهوم علمي، بالإضافة إلى خاصية فيزيائية قابلة للقياس، والتي ترتبط عادة بحالة من الاضطراب أو العشوائية أو عدم اليقين. يستخدم المصطلح والمفهوم في مجالات متنوعة، من الديناميكا الحرارية الكلاسيكية، حيث تم الاعتراف بها لأول مرة، إلى الوصف المجهري للطبيعة في الفيزياء الإحصائية، ومبادئ نظرية المعلومات. وجد تطبيقات واسعة النطاق في الكيمياء والفيزياء، في الأنظمة البيولوجية وعلاقتها بالحياة، في علم الكونيات، الاقتصاد، علم الاجتماع، علم الطقس، تغير المناخ، وأنظمة المعلومات بما في ذلك نقل المعلومات في الاتصالات السلكية واللاسلكية.  المفهوم الديناميكي الحراري أشار إليه العالم والمهندس الاسكتلندي ويليام رانكين في عام 1850 باسم الوظيفة الديناميكية الحراري والحرارة المحتملة. في عام 1865، الفيزيائي الألماني رودولف كلاوسيوس، واحد من المؤسسين الرئيسيين لمجال الديناميكا الحرارية، عرفه كمية صغيرة من الحرارة إلى درجة الحرارة اللحظية. وصفه في البداية باسم محتوى التحول، باللغة الألمانية Verwandlungsinhalt، وبعد ذلك صاغ مصطلح الانتروبيا من الكلمة اليونانية للتحول. في إشارة إلى الدستور والبنية المجهرية، في عام 1862، تفسّر كلوزيوس المفهوم على أنه يعني التفكك.  نتيجة الانتروبيا هي أن بعض العمليات لا رجعة فيها أو مستحيلة، باستثناء شرط عدم انتهاك حفظ الطاقة، والذي يتم التعبير عنه في القانون الأول للديناميكا الحرارية. الانتروبيا هي مركزية للقانون الثاني للديناميكا الحرارية، والذي ينص على أن إنتروبيا الأنظمة المعزولة التي تُترك للتطور العفوي لا يمكن أن تنخفض مع مرور الوقت، لأنها دائمًا تصل إلى حالة توازن حراري، حيث تكون الانتروبيا أعلى.  الفيزيائي النمساوي لودفيغ بولتزمان شرح الانتروبيا كمقياس لعدد الترتيبات المجهرية الممكنة أو حالات الذرات والجزيئات الفردية لنظام يتوافق مع الحالة المجهرية للنظام. وبذلك قدم مفهوم الاضطرابات الإحصائية وتوزيعات الاحتمالات في مجال جديد من الديناميكا الحرارية، يسمى الميكانيكا الإحصائية، ووجد الرابط بين التفاعلات الميكروسكوبية، التي تتذبذب حول تكوين متوسط، إلى السلوك الملاحظ بشكل ماكروسكوبي، في شكل قانون لوغاريتمي بسيط، مع ثابت التناسب، ثابت بولتزمان، الذي أصبح أحد الثوابت العالمية المحددة للنظام الدولي الحديث من الوحدات (SI).  في عام 1948، طور عالم مختبرات بيل كلود شانون مفاهيم إحصائية مماثلة لقياس عدم اليقين والتعدد المجهري لمشكلة فقدان المعلومات العشوائية في إشارات الاتصالات السلكية واللاسلكية. بناءً على اقتراح جون فون نيومان، سمي شانون هذا الكيان المفقود من المعلومات بطريقة مشابهة لاستخدامه في الميكانيكا الإحصائية باسم الانتروبيا، وأطلق على مجال نظرية المعلومات. تم تحديد هذا الوصف على أنه تعريف عالمي لمفهوم الانتروبيا.