物事は常に混沌が増す方向へ変化する(不可逆過程)。
(ボルツマン - L.Boltzmann;1844-1906)
が、力学は可逆過程と前提としている。
日常的にいうならば“乱雑さ”。
ものの移動する先の可能性が多いほど乱雑になる。ただひとつの可能性しかないとするなら、それは整理された秩序ある状態が実現している、と考える。
物理学的にいうならば“無秩序さ”(randomness, disorder)。
混沌の程度を表すものは、異なった可能性の数である。
S = k logW (ランダムネスの尺度) k : ボルツマン定数 W : 可能な状態の数(無秩序さの程度を表す量)
ボルツマンの原理
自然は最も多数の可能性を持つ状態へと向かって変化する。
ex)
(上から下へ)
もし、常に混沌が増大する(エントロピーが増大する)とするなら、なぜ秩序ある構造(特に生命)などが実現するのか(その余地があるのか)。
解)
熱力学第二法則(即ち、エントロピー増大の法則)が成立するのは、閉じた系に対して、である。例えば、宇宙初期におけるビッグバン(宇宙の膨張)は、“宇宙”という閉じた系(その外部との相互作用が無い系)において起こった現象である。
生物は、負のエントロピー(シュレディンガーのネゲエントロピー)を消費して(食べて)(正の)エントロピーの増加を抑え、秩序を形成し、それを維持している、と考える。
生命体を含む全宇宙は閉じた系であり、全体のエントロピーは増大しているが、宇宙の一部(開いた系)のエントロピーは減少可能である。
(閉じた系全体エントロピー) = (エントロピーの減少量) + (エントロピーの増加量) (エントロピーの増加量) > (エントロピーの減少量)
(閉じた)系全体としてエントロピーが増大していれば、その内部(一部)でエントロピーが減少することは許される。