brillouin ENTROpia e informacion 1
Páginas: 32 (7811 palabras)
Publicado: 14 de diciembre de 2015
INFORMACION Y ENTROPIA
Alfredo Marcos
Depto. de Filosofía
Univ. de Valladolid
RESUMEN
La Teoría de la Información se ha servido de instrumental matemático previamente utilizado en termodinámica y mecánica estadística. A partir de este hecho se especula sobre la posibilidad de una más profunda conexión entre el concepto de entropía de la física y el de información. A pesar de las múltiplescontribuciones al tema que se han producido, podemos decir que es todavía un asunto abierto.
Analizamos en este artículo las controvertidas relaciones entre los conceptos de información y (los diversos tipos de) entropía. Se revisan algunas de las opiniones sobre el asunto mencionado, en especial y de modo crítico, el desarrollo del concepto de neguentropía debido a Brillouin.
Prestamos,asimismo, atención a las relaciones entre información y entropía en un ámbito conflictivo como es la evolución de los sistemas vivos.
Aparece, finalmente, una reflexión en torno a la noción de orden y su conexión con las de información y entropía.
ABSTRACT
In this papper I analize the relationships between the concept of information and the notion of thermodynamical entropy. I pay attention to theserelationships in the context of evolutionary theory. Finally I try to explain the conection between order entropy and information.
ANTES DE SHANNON.
En 1824 Sadi Carnot (1796-1832) publica Réfexions sur la puissance motrice du feu et les machines propres à developper cette puissance. En este opúsculo del que se imprimieron tan sólo 200 ejemplares, aparece el posteriormente denominado"principio de Carnot", según el cual una máquina térmica no puede funcionar sin que pase calor de un foco caliente a uno frío. El calor cedido pude ser aprovechado mediante algún dispositivo para producir trabajo mecánico, pero nuevamente la producción de trabajo irá acompañada de una cierta disipación de energía en forma de calor. No obstante puede afirmarse que tanto Carnot como otros eminentesingenieros franceses de su época (Petit, Clément o Désormes) tenían un limitado conocimiento de la relación entre calor y trabajo. Los avances más significativos en este sentido se obtendrían con los trabajos de Clapeyron, Kelvin y Clausius.
En 1850 Rudolf Emmanuel J. Clausius, profesor de física de la Escuela de Artillería de Berlín, reformula el principio de Carnot en los siguientes términos:"Es imposible transferir calor de una fuente calorífica a otro cuerpo más caliente que ella sin realizar trabajo". Así lo afirma en Über die bewegende kraft der Wärme. Tenemos aún otra formulación del mismo principio debida a Kelvin: "Es imposible por medio de un agente material inanimado, obtener efectos mecánicos de una porción cualquiera de materia, enfriándola por debajo de la temperaturadel más frío de los objetos que la rodean". Y una más, original ésta de Planck: "Es imposible construir un motor que trabajando según un ciclo completo, no produzca otro efecto que elevar un peso y enfriar un foco calorífico". Entre estas dos últimas formulaciones podemos establecer una versión sintética que rece como sigue: "No es posible un proceso cuyo único resultado sea la absorción de calorprocedente de un foco y la conversión de este calor en trabajo" (es decir, no podemos construir un móvil perpetuo de segunda especie). Esta versión es la que se conoce como formulación Kelvin-Planck del segundo principio (Citado en Zemansky, 1973, pg. 180).
Se puede demostrar (una demostración tal aparece, por ejemplo, en Zemansky, 1973, pg. 187 y ss.) que las formulaciones de Clausius (C) y la deKelvin-Planck (K) son equivalentes. Es decir:
C->K y K->C,
o sea:
C<->K.
Hay que señalar que este segundo principio de termodinámica es independiente del primero. Por ello hablamos de móviles perpetuos de primera y segunda especie. Los de primera especie, de existir, violarían el primer principio por producir su propia energía. Los de segunda especie, en cambio, en nada afectarían al...
Alfredo Marcos
Depto. de Filosofía
Univ. de Valladolid
RESUMEN
La Teoría de la Información se ha servido de instrumental matemático previamente utilizado en termodinámica y mecánica estadística. A partir de este hecho se especula sobre la posibilidad de una más profunda conexión entre el concepto de entropía de la física y el de información. A pesar de las múltiplescontribuciones al tema que se han producido, podemos decir que es todavía un asunto abierto.
Analizamos en este artículo las controvertidas relaciones entre los conceptos de información y (los diversos tipos de) entropía. Se revisan algunas de las opiniones sobre el asunto mencionado, en especial y de modo crítico, el desarrollo del concepto de neguentropía debido a Brillouin.
Prestamos,asimismo, atención a las relaciones entre información y entropía en un ámbito conflictivo como es la evolución de los sistemas vivos.
Aparece, finalmente, una reflexión en torno a la noción de orden y su conexión con las de información y entropía.
ABSTRACT
In this papper I analize the relationships between the concept of information and the notion of thermodynamical entropy. I pay attention to theserelationships in the context of evolutionary theory. Finally I try to explain the conection between order entropy and information.
ANTES DE SHANNON.
En 1824 Sadi Carnot (1796-1832) publica Réfexions sur la puissance motrice du feu et les machines propres à developper cette puissance. En este opúsculo del que se imprimieron tan sólo 200 ejemplares, aparece el posteriormente denominado"principio de Carnot", según el cual una máquina térmica no puede funcionar sin que pase calor de un foco caliente a uno frío. El calor cedido pude ser aprovechado mediante algún dispositivo para producir trabajo mecánico, pero nuevamente la producción de trabajo irá acompañada de una cierta disipación de energía en forma de calor. No obstante puede afirmarse que tanto Carnot como otros eminentesingenieros franceses de su época (Petit, Clément o Désormes) tenían un limitado conocimiento de la relación entre calor y trabajo. Los avances más significativos en este sentido se obtendrían con los trabajos de Clapeyron, Kelvin y Clausius.
En 1850 Rudolf Emmanuel J. Clausius, profesor de física de la Escuela de Artillería de Berlín, reformula el principio de Carnot en los siguientes términos:"Es imposible transferir calor de una fuente calorífica a otro cuerpo más caliente que ella sin realizar trabajo". Así lo afirma en Über die bewegende kraft der Wärme. Tenemos aún otra formulación del mismo principio debida a Kelvin: "Es imposible por medio de un agente material inanimado, obtener efectos mecánicos de una porción cualquiera de materia, enfriándola por debajo de la temperaturadel más frío de los objetos que la rodean". Y una más, original ésta de Planck: "Es imposible construir un motor que trabajando según un ciclo completo, no produzca otro efecto que elevar un peso y enfriar un foco calorífico". Entre estas dos últimas formulaciones podemos establecer una versión sintética que rece como sigue: "No es posible un proceso cuyo único resultado sea la absorción de calorprocedente de un foco y la conversión de este calor en trabajo" (es decir, no podemos construir un móvil perpetuo de segunda especie). Esta versión es la que se conoce como formulación Kelvin-Planck del segundo principio (Citado en Zemansky, 1973, pg. 180).
Se puede demostrar (una demostración tal aparece, por ejemplo, en Zemansky, 1973, pg. 187 y ss.) que las formulaciones de Clausius (C) y la deKelvin-Planck (K) son equivalentes. Es decir:
C->K y K->C,
o sea:
C<->K.
Hay que señalar que este segundo principio de termodinámica es independiente del primero. Por ello hablamos de móviles perpetuos de primera y segunda especie. Los de primera especie, de existir, violarían el primer principio por producir su propia energía. Los de segunda especie, en cambio, en nada afectarían al...
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