چۆن شەیتانەکەی ماکسوێڵ بەردەوامە لە ڕاچڵەکاندنی زانایان

 3,178 جار بینراوە

گەردوون مەیلی بەرەو ناڕێکییە. بێنە بەرچاوت، دڵۆپێکی بۆیاغی سوور بخرێتە ناو مەلەوانگەیەك، هەموو گەردیلەکانی نێو بۆیە سوورەکە بەهێواشی بەناو ئاوەکەدا بڵاودەبنەوە. فیزیازانان پێشبینی شێوازی بڵاوبوونەی گەردیلەکان دەکەن بە هەژمارکردنی هەموو شێوازە جیاوازەکانی خۆڕێکخستنی گەردیلەکانی بۆیەکە. بۆ نموونە، یەک لەشێوازەکان ئەوەیە هەموو گەردیلەکان خۆیان وەك دڵۆپێك خڕ بکەنەوە لە سوچێکی مەلەوانگەکە. شێوازێکی تر ئەوەیە گەردیلەکان بەڕێکوپێکی لەبنکی مەلەوانگەکە بەکۆمەڵ یەکبگرن.
بەڵام بە بلیۆنان شێوازی تر هەن کە ڕێکوپێك نین و گەردیلەکان بە نارێکی بەنێو ئاوەکەدا پەرشوبڵاو دەبنەوە. گەردوون شێوازێك لەو ڕێگا جیاوازانەی بڵاوبوونەوە هەڵدەبژێڕێت. و تۆش بەدڵنیاییەوە گرەو لەسەر شێوازێک دەکەی کە بڵاوبوونەوەکە ناڕێك و هەڕەمەکییە.

زیادبوونی ناڕێکی یاخود ئینترۆپی، حەقیقەتێکی ماتماتیکییە و بە یاسای دووەمی داینامیکی گەرمی وەسف دەکرێت، بۆیە فیزیاناسان هەردەم هەوڵی بە هەڵەخستنەوەی دەدەن.

فیزیاناسێك خەریک بوو ئەو یاسایە بەهەڵە بخاتەوە. زانای سکۆتلەندی جەیمس ماکسوێڵ تاقیکردنەوەیەکی هزری داڕشت لەساڵی ١٨٦٧ کە زانایانی بۆ ماوەی ١١٥ ساڵ سەرسام کرد. تەنانەت دوای ئەوەی شیکاری تاقیکردنەوەکەشی کرا، هێشتا زانایان “شەیتانەکەی ماکسوێڵ” بەکاردەهێنن بۆ پاڵنانی یاساکانی گەردوون بەرەو ئەوپەڕی سنورەکان.

لەم تاقیکردنەوە هزرییە، ماکسوێڵ ژوورێکی پڕ لە گازی دابەش کرد بەسەر دوو لا بەدانانی دیوارێك لە نێوان هەردوو ژوورەکە، و دیوارەکەش دەرچەیەکی بچووکی هەیە. بەدڵنییایەوە گاز لە تەنۆلکەی بچووک پێكهاتووە. خێرای تەنۆلکەکانی گازەکە پلەی گەرمی گازەکە دەست نیشان دەکەن – خێراتر واتا گەرمتر، بەڵام هەندێك تەنۆلکە هێواشتر دەجوڵێن لە تەنۆلکەکانی تر.

ماکسوێڵ پێشنیازی کرد، چی ئەگەر بوونەوەرێكی خەیاڵی بچووک هەبێت لەسەر دەرگاکە – شەیتانێك – هەرجارێك تەنۆلکەیەکی خێرای بینی لە بەشی لای چەپ، دەرگاکە دەکاتەوە و تەنۆلکەکە دەچێتە ژووری لای ڕاست. و هەرجارێکیش تەنۆلکەیەکی هێواشی بینی لە بەشی لای ڕاست، شەیاتنەکە دەرگاکە دەکاتەوە و دەیخاتە ناو ژووری لای چەپ.

دوای ماوەیەك، ژووری دەستە چەپ پڕ دەبێت لە تەنۆلکەی هێواشی سارد، و لای ڕاست پڕ دەبێت لە تەنۆلکەی خێرای گەرم. بەمشێوەیە ئەم سیستەمە بەرەو ڕێكوپێکی دەڕوات نەوەکو نارێکی، چونکە دوو ژووری جیاواز ڕێکوپێكترە لە دوو ژووری هاوشێوە. بەمجۆرە ماکسوێڵ سیستەمێکی دروست کرد کە پێدەچوو زیاد بوونی ناڕێکی – ئینترۆپی – پووچەڵ بکاتەوە کە یاسایەکی گەردوونییە.

بەڵام دوو ڕێگای گرینگ هەن کە چارەسەری مەتەڵی شەیاتانەکەی ماکسویڵ دەکەن. یەکەمیان لەلایەن ماتماتیکزانێکی ئەمەریکیی بوو بەناوی کڵاودی شانۆن، کە وەك باوکی بیردۆزی زانیاری دەناسرێت، لە ساڵی ١٩٤٨، شانۆن نیشانی دا زانیارییەکانی نێو نامەیەك دەکرێت وەك ئینترۆپی زانیاری حیسابی بۆ بکرێت. لە سەدەی ١٩ کەس هیچی نەدەزانی سەبارەت بە ئینترۆپی زانیاری.

دووەم ڕێگا لە چارەسەرکردنی مەتەڵەکە، پرەنسیپی ڕەشکردنەوە بوو. لە ساڵی ١٩٦١، زانایەکی ئەمەریکی ئەڵمانیی بەناوی ڕۆلف لانداوە نیشانی دا هەر پرۆسەیەکی کۆمپیوتەریی وەكو ڕەشکردنەوەی زانیاری لە میمۆرییەك دا، دەبێتە هۆی دروست بوونی کەمترین بڕی گەرمی و دەردەدرێتە ناو ژینگەی دەوروبەر، بەمجۆرەش ئینترۆپی زیاد دەکات. پرەنسیپی ڕەشکردنەوەی لانداوە پەیوەندی نیوان زانیاری و داینامیکی گەرمی وەسف کرد. لانداوە گوتی ” زانیاری وجودێکی فیزیکی هەیە”

لە ساڵی ١٩٨٢، فیزیازانی ئەمەریکی چارلس بینیێت هەموو پارچەکانی مەتەڵەکەی بەیەکەوەنا. ئەو بۆی دەرکەوت کە شەیتانەکەی ماکسوێڵ لە چەقی سیستەمێکی پرۆسێس کردنی زانیارییە. شەیاتانەکە پێویستە زانیاری ریکۆرد و خەزن بکات تاوەکو بزانێت کام تەنۆلکە بچێتە کام ژوورە. و بۆ پرۆسێس کردنی ئەم زانیارییانە پێویستە باج بدەی بە زیاد کردنی ئینترۆپی.
ڕاستە ئینترۆپی دوو ژوورەکە کەم دەکات، بەڵام ئینترۆپی سیستەم و ژینگەکە بەگشتی بەرەو زیاد بوون دەچێت.

لەگەڵ دەستپێکی سەدەی ٢١، تاقیکردنەوە هزرییەکە شیکار کرا و ئێستا کاتی ئیش کردنە لەسەر تاقیکردنەوەی حەقیقی.

لە ساڵی ٢٠٠٧، بۆ ئەوەی تاقیکردنەوەکەی شەیتانەکەی ماکسوێڵ دروست بکەن، زانایان دەرگایەکیان ساز کرد کە بەهێزی ڕووناکی کاری دەکرد، لە ساڵی ٢٠١٠ ـەش، کۆمەڵێک زانای تر ڕێگایەکیان داهێنا بۆ بەدەستهێنانی وزە لە زانیارییەکانی شەیتانەکە بۆ سەرخستنی تەنێک بەرەو بەرزاییەک؛ و لە ٢٠١٦، زانایان بیرۆکەی شەیتانەکەی ماکسوێلیان بەکارهێنا بۆ دوو ژووری پر ڕووناکی نەوەکو گاز.

زانایان ماددەی ناو ژوورەکەیان گۆڕییەوە بە وزە و توانیان پترییەکی بچووکی پێ بارگاوی بکەنەوە.

زانایانی دیکە بیریان لە ڕگای تر کردۆتەوە بۆ ئەوەی زانیاری بگۆرن بۆ ئیشی فیزیایی، و لە مانگی دوو توێژینەوەیەک بڵاوکرایەوە لە گۆڤاری physics review letter  کە زانایان شەیتانەکەیان گۆڕیوە و کردوویانە بە قومارچی.

تیمێك بە سەرپەرشتی لانزانۆ بیریان لە ڕێگایەک کردۆتەوە تیایدا کار بە شەیتانەکەی ماکسوێك بکەن بەبێ بەکارهێنای زانیاری.
ئەوان خەیاڵی دوو ژووریان کرد کە دەرگایەکی لەنێوان بێت، وەکو جارەکەی تر، بەڵام لە سیستمە، دەرگاکە لەخۆیەوە دەبێەوە و دادەخرێت بە هەڕەمەکی بەبێ پێدانی هیچ زانیارییەک. هەندێكجار تەنۆلکەکان لەخۆیانەوە خۆیان جیا دەکەنەوە بۆ دوو ژووری گەرم و سارد. شيیتانەکە تەنها سەیری سیستەمەکە دەکات و بڕیاردەدات کەی سیستمەمەکە بکوژێنێتەوە. لەم گریمانەیە، سیستەمەکە دەتوانێت ناهاوسەنگییەکی بچووکی پلەی گەرمی درووست کات، و لە ئەنجامدا، مەکینەیەکی بەسوودی گەرمی دروست دەکرێت.
ئەگەر شەیتانەکە تەنها بای ئەوەندە زیرەک بێت بزانێت کەی سیستەمەکە بکوژێنێتەوە لە ساتەوەختی گونجاو و ناهاوسەنگی گەرمی بەدەست بهێنێت، هەروەکو قومارچییەک کە لە کاتی گونجاو مێزی قومارخانە بەجێدێڵێ لە کاتی گونجاو “دەکرێت بەدرێژایی شەو قومار بکەیت، یانیش دەست هەڵبگریت کاتێک ١٠٠ دۆلار دەبەیتەوە”.

بەمجۆرە پێویستمان بە ئامێرێکی ئالۆز نییە بۆ ئەوەی لە رێگای زانیارییەوە شەیتانەکە وزەمان بۆ دەستەبەر بکات لە ڕیگای یاسای دووەمی داینامیکی گەرمی، لە جیاتی ئەوە دەتوانیت ئارام و ئاسوودەتر بین. دواتریش توێژەران ئەو شەیتانە قومارچییەیان بەکارهێنا لە سیستەمێکی نانۆئلیکرۆنیکس بۆ تاوەکو ڕاست و دروستی ئەم بیرۆکەیە بسەلمێنن.

بیرۆکەی لەمجۆرە دەکرێت سیستەمی گەرمی زۆر بەچوستمان بۆ دیزاین بکات، وەکو بەفرگری باشتر و چیپی کۆمپیوتەری باشتر.
ئێستاکە یاساکانی گەردوون هەر بە پارێزراوی ماونەتەوە، تەنها تێگەیشتنمان بۆ کۆنسێپتی وزە و زانیاری گۆڕاوە بە سای شەیتانەکەی ماکسوێڵ – سەرەتا پارادۆکسێکی بەکێشە بوو – ئێستاش کۆنسێپتێکی بەهادار. کۆنسێپتێك کە ڕووناکی خستە سەر لینکی نێوان زانیاری و جیهانی فیزیکی.

وەرگێڕ/ دابان ژیان
بابەت / https://www.quantamagazine.org/how-maxwells-demon-continues-to-startle-scientists-20210422/