Czym jest entropia?

Wykład został wygłoszony w piątek 29 kwietnia 2005 roku w POSKu przez prof. dr. hab. inż. Zbigniewa Weissa z Niemiec. Wykład, na który przybyło 19 słuchaczy, został zorganizowany przez STP w WB wspólnie z PUNO.

Zbigniew Weiss urodził się w Polsce. Podjął studia w dziedzinie energetyki cieplnej na Wydziale Matematyczno-Fizyczno-Chemicznym Politechniki Wrocławskiej, które ukończył z tytułem mgr. inż. w 1955 roku, gdzie następnie od 1951 r. pracował jako asystent, a potem adiunkt do roku 1957.

W latach 1955-1959 studiował eksternistycznie fizykę teoretyczną na podobnym wydziale Uniwersytetu Wrocławskiego.

Od 1957 roku był związany z Instytutem Badań Jądrowych w Warszawie, gdzie uzyskał doktorat za prace z dziedziny fizyki reaktorów jądrowych. W 1967 r. zamieszkał Szwecji, gdzie w latach 1967-1980 pracował w znanej na świecie ASEA-ATOM.

W roku 1980 przeniósł się do Niemiec, gdzie prowadzi własną firmę konsultingową BÜRO für ANGEWANDTE MATHEMATIK (dziedzina numerycznego modelowania pracy reaktorów energetycznych) do czasu przejścia na emeryturę.

W 1988 roku uzyskał tytuł docenta fizyki reaktorowej na Politechnice Goeteborgu w Szwecji za pracę z dziedziny transportu neutronów w szybko poruszającym się ośrodku. Wykładał fizykę reaktorową w uniwersytecie stanowym w Kansas (Manhattan) oraz wielokrotnie w Instytucie Atomowym w Pretorii (Pelindaba) w Afryce Południowej, prowadząc prace magisterskie i doktorskie.

Streszczenie

Entropia jest jednym z najbardziej tajemniczych pojęć. Występuje w trzech, pozornie rożnych formach w następujących dziedzinach: w termodynamice, fizyce statystycznej i teorii informacji. W wykładzie autor przybliżył słuchaczom te trzy formy i ich pojęcia, opisując w jaki sposób zostały one wprowadzone przez Clausiusa, Boltzmana i Shannona - do wyżej wymienionych dziedzin nauk ścisłych. Między tymi pojęciami istnieją głębokie i istotne związki, chociaż wymagało to wielu lat w rozwoju teorii mechaniki statystycznej i teorii informacji, aby te związki wykazać i udowodnić. Autor pokazał te związki na prostych przykładach, jak np. demon Maxwella, entrotopowe kodowanie informacji, jak również na tych, wziętych z życia codziennego jak np.: porządek i nieporządek w mieszkaniu, w budynku przed i po jego zniszczeniu.

W czasie wykładu autor przedstawił niezbędne wzory matematyczne wraz z przykładami graficznymi w/w trzech badaczy, którzy przyczynili się do wyjaśnienia entropii i jej rozpowszechnienia nie tylko w termodynamice. Zastosowanie entropii w informatyce stanowiło dla wielu zebranych pewnego rodzaju novum (np. kodowanie tekstu, wyliczanie średniej liczby bitów). Ponadto Profesor podał przykłady określenia entropii na przykładzie nieporządku w mieszkaniu (chaos!).

Organizatorzy poprosili członka STP mgr. inż. Romana Szymańskiego - b. st. wykładowcę termodynamiki w Middlesex University o słowo końcowe na zakończenie wykładu, w czasie którego kol. Szymański pokazał i przypomniał tablice pary wodnej w układzie I-S, którymi wielu słuchających kolegów miało do czynienia w laboratorium termodynamiki w czasie swoich studiów.

Wykład okazał się bardzo interesujący, chociaż "niezbędne wzory matematyczne" dla niektórych słuchaczy były trudne do "strawienia" pomimo zapewnień wykładowcy o ich prostocie (!?). Dla innych nawet związki entropii z fizyką kwantową nie były "straszne"...

Na zakończenie prof. dr. inż. Stanisław Portalski - dziekan Wydziału Technicznego PUNO oraz prezydent PTNO podziękował w imieniu PUNO i wręczył wykładowcy najnowszą książkę wydaną w Londynie przez PTNO (Polskie Towarzystwo Naukowe na Obczyźnie) w języku angielskim "The Polish Cultural & Scientific Heritage At The Dawn of Third Millennium".

Po zakończeniu wykładu przy lampce wina i smacznych kanapkach dyskutowano nie tylko problemy entropii, ale również zastosowanie energii jądrowej, jako niezbędnego źródła energii przyszłości, co jest specjalnością profesora Weissa. Być może w niedalekiej przyszłości będzie okazja posłuchać tego tematu na kolejnym jego wykładzie.