HarmonyTalk
home
About HarmonyTalkYour PostsJournal
تئوری اطلاعات، ترمودینامیک و موسیقی II

Rudolph Clausius
رادولف کلاسیوس فیزیک دان آلمانی
که آنتروپی را تعریف کرد

قبل از شروع به صحبت باید بگم امیدوارم که این مطالب برای دوستانی که موسیقی رو فقط از زاویه هنری میبینند خسته کننده نباشه، اما از جهتی دانستن این مطالب میتونه جای خوشحالی هم باشه چون نشون میده که چگونه میشه به موسیقی بصورت علمی نگاه کرد.

خب در قسمت قبل دیدیم که چگونه اطلاعات، گرما، الکتریسیته (در اصل هر وجودی که توانایی جریان داشتن داشته باشه) همواره از قطبی که پتانسیل بیشتر داره به سمت قطبی که پتانسیل کمتر داره جاری میشه، قوانین ریاضی و فیزیکی زیادی هم هست که این مطلب رو تائید میکنه. نکته ای که در صحبت قبل باید به اون اشاره میکردیم و متاسفانه فرصت نشد این بود که شدت جریان یافتن سیال (اطلاعات، الکتریسیته، گرما و ...) بستگی به مقاوت اون پل ارتباطی بین دو قطب داره.

مثلا" در ارتباط با اطلاعات قدرت ذهنی و توان شنونده در گیرایی مشخص میکنه که یک موضوع چقدر باید توضیح داده بشه تا گوینده و شنونده به یک سطح اطلاعاتی در این زمینه برسند. یا در ارتباط با الکتریسیته میزان هادی بودن مدیای ارتباطی و در ترمودینامیک میزان قابلیت هدایت گرما این رو مشخص میکنه که بعد از چند وقت دو نقطه هم پتانسیل میشوند. نکته دیگه اینکه در حالت های غیر ایده آل، در تمام موارد مطرح شده ممکنه که افت انرژی داشته باشید. یک عالمه حرف بزنید طرف هیچ چی نفهمه، یا مقاومت سیم باعث به هدر رفتن انرژی بشه و بالاخره عایق نبودن محیط باعث بشه مقداری از انرژی گرمایی در مسیر انتقال هدر بره. آنچه مسلم هست اینکه در چه شرایط ایده آل و چه در شرایط طبیعی بالاخره دو قطب هم پتانسیل میشوند و دیگر جریانی بین این دو برقرار نخواهد بود دلیلش هم بسیار ساده است قانون دوم ترمودینامیک (و قانون های مشابه در سایر علوم)، صورت ساده شده این قانون بیان میکند که "امکان ندارد در یک سیستم ترمودینامیکی بطور مداوم گرما از جسمی به جسم دیگر منتقل شود."

برای نزدیک شدن به هدف یعنی موسیقی باید با یک مفهوم دیگه هم آشنا بشیم و اون آنتروپی هست. که شخصا" معتقدم یکی از زیبا ترین و پر قابلیت ترین مفاهیم فیزیک هست که در سال 1854 توسط فیزیک دان آلمانی بنام Rudolph Clausius تعریف شد سپس در سال 1870 ریاضی دان اتریشی بنام Ludwig Boltzmann پی به اهمیت این متغییر فیزیکی برد و تعریفی از آن در نظریه احتمالات داد و به تدریج بحث آنتروپی به بسیاری دیگر از زمینه های علمی کشیده شد بطوری که امروزه میشه با کمک این کمیت بسیاری از سیستم ها حتی سیستم های اجتماعی رو مدل کرد. برای آنتروپی تعاریف زیادی کردند مثلا" در نظریه آمار و احتمال اونو اینگونه تعریف میکنند "آنتروپی میزان احتمال وقوع یک نتیجه خاص در یک تجربه آماری هست" یا در نظریه های سیستمی اونرو به اینگونه تعریف میکنند "آنتروپی میزان بی نظمی در یک سیستم هست" و ...


لودویک بولتزمن ریاضیدان اتریشی

برای اینکه ایده بهتری از آنتروپی بگیریم سراغ چند مثال میریم. یک قوطی رو فرض کنید که چند مهره در اون هست اگر میزان بی نظمی مهرهای این قوطی عدد S1 باشه و قتی قوطی رو بر میگردونیم و مهره ها به روی زمین پخش میشن میزان بی نظمی به S2 میرسه که S2 از S1 بزرگتر خواهد بود. یا مثال دیگه مقایسه مولکول های گازها، مایعات و جامدات هست طبیعی هست که میزان بی نظمی در این اجسام از گاز به جامد کم میشه و برای همین هست که آنتروپی گازها بیش از مایعات و جامدات هست. باید دقت کنیم که آنتروپی با بی نظمی رابطه مستقیم دارد ولی با آن یکی نیست. اگه بخوایم کمی فنی صحبت کنیم تعریف اون میشه مجموع کل نسبت تغییرات گرما به تغییرات دما هست که چنانچه اون رو با S نمایش بدیم و بی نظمی رو با W این رابطه بین این دو برقرار هست S = k Ln(W) که در اون k ثابت بولتزمن هست که در بالا به ایشون اشاره ای کردیم، بنابر این با مسامحه میشه این دو متغییر رو اغلب جای هم در نظر گرفت.

از همین دو مثال میشه به یک قانون فیزیک نزدیک شد و اون اینکه اگر بخواهیم آنتروپی یک سیستم رو کاهش بدیم باید کار انجام بدیم. یک سطل آشغال با محیط اطراف رو در نظر بگیرید اگر آشغال ها را در محیط پخش کنیم بدون شک آنتروپی سیستم بالا میره و چنانچه بخواهیم آنتروپی رو کاهش بدیم باید شروع به جمع کردن آشغال ها کنیم، یعنی کار انجام بدیم. مثال جالب تر اینکه یک شرکت یا مدرسه رو در نظر بگیرید بصورت طبیعی اگر مدیر و معلم بالا سر این مجموعه ها نباشه پر از اغتشاش میشه. پس برای ایجاد نظم در اونها و هدایت این سیستم ها به سمت هدف مشخص باید مدیران و معلمانی باشند که با کار کردن، سعی کنند آنتروپی مجموعه رو در حد متعادل نگه دارند. قبل از سخن پایانی یک نکته هم بگم که اگر رفتار آنتروپی کلی در جهان را بررسی کنیم خواهیم دید که روز بروز در حال افزایش هست، افزایشی که میتونه برای ما خیلی هم مفید نباشه.

مطلب طولانی شد و فقط اشاره میکنم به بحث بعدی که چه چیزهایی میتوانند در مغز و روح انسان تغییر آنتروپی ایجاد کنند و به دنبال آن چه اتفاق هایی می افتد. جای هیچ تعجبی نیست که بدانید موسیقی یکی از قوی ترین عواملی است که میتونه در انسان تغییر آنتروپی ایجاد کنه، موفق باشد.

مطالب مرتبط:
تئوری اطلاعات، ترمودینامیک و موسیقی (قسمت سوم)
تئوری اطلاعات، ترمودینامیک و موسیقی (قسمت اول)


کاوه رهنما

July 18, 2004

نظرات شما
- خیلی عالیه؛ بسیار خوشحالم که موسیقدانان کشور همگی بامفاهیم فیزیکی آشنا هستند و به اون علاقه دارند. حرف ندارید
, July 19, 2004
- به نظر من نوع موسیقی نوع شکل گیری یا نوع آنتروپی رو مشخص می کنه برای همین دلیل افرادی با سلایق موسیقی مشابه ، سلایق دیگر مشابه دارند. شاید به همین دلیل باشه که افرادی که از نظر موسیقی تقریبا همسان هستند راحتتر می توانند با هم تبادل نظر کنند با به اصطلاح حرفهای بیشتری برای گفتن حتی موسیقی متونه عامل دوستی های زیادی بشه.امیدوارم در این مورد بحث های بیشتری بشه.
Jazzman , July 19, 2004
- exactly...doin work is needed for entropy reduction...its just what strong musicians do...without them, music is like a mass...an tangled abstract mass...lots of notes...sounds, effects...if they were just arranged after eachother without a scientifical performance(work) it would increase the entropy...its just like a cat walking on the piano...it plays the notes (music elements)its just increasing the entropy...wasting energuy which makes us nervous... but with some work we can put all these mass together in a pleasent way...
Babak , July 19, 2004
- عجب قیافه ابوسی داره این بول توز من ، آدم ازش میترسه
, July 18, 2004
- I even didn't think about it , so strange, Entropy vs Music, amazing, wait to see the nex post ...
sadegh , July 18, 2004
- آره منم فکر میکنم موسیقی به رسیدن به نظم کمک میکنه لذا حتما" آنتروپی رو کاهش میده و نمی زاره دنیا یا آدم از فشار آنتروپی بترکه !!!
ساسان , July 18, 2004
- يعنی موسيقی آنتروپی رو کم ميکنه ؟ آخه بعضی هاشون آدمو ديوونه ميکنن و فقط منتظری که يکی اون ظبط رو خاموش کنه :))
سپهر , July 18, 2004
- يکم سخت بود ولی جالب , حتما بايد بقيشو بخونم شايد بيشتر بفهمم . مرسی
ساناز , July 18, 2004