科学的宇宙論のバックアップ(No.2)

科学的宇宙論 †

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。