|
Tópicos
Introdução
Problemas Liberdade Valor Conhecimento Vida Mente Acaso Física Quântica Emaranhamento Escândalos Filósofos Mortimer Adler Rogers Albritton Alexander of Aphrodisias Samuel Alexander William Alston Anaximander G. E. M. Anscombe Anselm Louise Antony Thomas Aquinas Aristóteles David Armstrong Harald Atmanspacher Robert Audi Augustine J. L. Austin A. J. Ayer Alexander Bain Mark Balaguer Jeffrey Barrett William Barrett William Belsham Henri Bergson George Berkeley Isaiah Berlin Richard J. Bernstein Bernard Berofsky Robert Bishop Max Black Susan Blackmore Susanne Bobzien Emil du Bois-Reymond Hilary Bok Laurence BonJour George Boole Émile Boutroux Daniel Boyd F. H. Bradley C. D. Broad Michael Burke Jeremy Butterfield Lawrence Cahoone C. A. Campbell Joseph Keim Campbell Rudolf Carnap Carneades Nancy Cartwright Gregg Caruso Ernst Cassirer David Chalmers Roderick Chisholm Chrysippus Cícero Tom Clark Randolph Clarke Samuel Clarke Anthony Collins August Compte Antonella Corradini Diodorus Cronus Jonathan Dancy Donald Davidson Mario De Caro Democritus William Dembski Brendan Dempsey Daniel Dennett Jacques Derrida René Descartes John Dewey Richard Double Fred Dretske Curt Ducasse John Earman Laura Waddell Ekstrom Epictetus Epicuro Austin Farrer Herbert Feigl Arthur Fine John Martin Fischer Kuno Fischer Frederic Fitch Owen Flanagan Luciano Floridi Philippa Foot Alfred Fouilleé Harry Frankfurt Richard L. Franklin Bas van Fraassen Michael Frede Gottlob Frege Peter Geach Edmund Gettier Carl Ginet Alvin Goldman Gorgias Nicholas St. John Green Niels Henrik Gregersen H.Paul Grice Ian Hacking Ishtiyaque Haji Stuart Hampshire W. F. R. Hardie Sam Harris William Hasker R. M. Hare Georg W.F. Hegel Martin Heidegger Heraclitus R. E. Hobart Thomas Hobbes David Hodgson Shadsworth Hodgson Baron d'Holbach Ted Honderich Pamela Huby David Hume Ferenc Huoranszki Frank Jackson William James Jon Jarrett Lord Kames Robert Kane Immanuel Kant Tomis Kapitan Walter Kaufmann Jaegwon Kim William King Hilary Kornblith Christine Korsgaard Saul Kripke Thomas Kuhn Andrea Lavazza James Ladyman Christoph Lehner Keith Lehrer Gottfried Leibniz Jules Lequyer Leucippus Michael Levin Joseph Levine George Henry Lewes C. I. Lewis David Lewis Peter Lipton C. Lloyd Morgan John Locke Michael Lockwood Arthur O. Lovejoy E. Jonathan Lowe John R. Lucas Lucrécio Alasdair MacIntyre Ruth Barcan Marcus Tim Maudlin James Martineau Nicholas Maxwell Storrs McCall Hugh McCann Colin McGinn Michael McKenna Brian McLaughlin John McTaggart Paul E. Meehl Uwe Meixner Alfred Mele Trenton Merricks John Stuart Mill Dickinson Miller G. E. Moore Ernest Nagel Thomas Nagel Otto Neurath Friedrich Nietzsche John Norton P. H. Nowell-Smith Robert Nozick William of Ockham Timothy O'Connor Parmenides David F. Pears Charles Sanders Peirce Derk Pereboom Gualtiero Piccinini Steven Pinker U. T. Place Platão Karl Popper Porphyry Huw Price H. A. Prichard Protagoras Hilary Putnam Willard van Orman Quine Frank Ramsey Ayn Rand Michael Rea Thomas Reid Charles Renouvier Nicholas Rescher C. W. Rietdijk Richard Rorty Josiah Royce Bertrand Russell Paul Russell Gilbert Ryle Jean-Paul Sartre Kenneth Sayre T. M. Scanlon Moritz Schlick John Duns Scotus Albert Schweitzer Arthur Schopenhauer John Searle Wilfrid Sellars David Shiang Alan Sidelle Ted Sider Henry Sidgwick Walter Sinnott-Armstrong Peter Slezak J. J. C. Smart Saul Smilansky Michael Smith Baruch Spinoza Allen Stairs L. Susan Stebbing Isabelle Stengers George F. Stout Galen Strawson Peter Strawson Eleonore Stump Francisco Suárez Richard Taylor Kevin Timpe Mark Twain Peter Unger Peter van Inwagen Manuel Vargas John Venn Kadri Vihvelin Voltaire G.H. von Wright David Foster Wallace R. Jay Wallace W. G. Ward Ted Warfield Roy Weatherford C.F. von Weizsäcker William Whewell Alfred North Whitehead David Widerker David Wiggins Bernard Williams Timothy Williamson Ludwig Wittgenstein Susan Wolf Xenophon Cientistas Emily Adlam David Albert Philip W. Anderson Michael Arbib Bobby Azarian Walter Baade Bernard Baars Jeffrey Bada Guido Bacciagaluppi Leslie Ballentine Marcello Barbieri Jacob Barandes Julian Barbour Horace Barlow Gregory Bateson Jakob Bekenstein John S. Bell Mara Beller Charles Bennett Ludwig von Bertalanffy Susan Blackmore Margaret Boden David Bohm Niels Bohr Ludwig Boltzmann John Tyler Bonner Emile Borel Max Born Satyendra Nath Bose Walther Bothe Jean Bricmont Hans Briegel Leon Brillouin Daniel Brooks Stephen Brush Henry Thomas Buckle S. H. Burbury Melvin Calvin William Calvin Donald Campbell John O. Campbell Sadi Carnot Sean B. Carroll Anthony Cashmore Eric Cavalcanti Eric Chaisson Gregory Chaitin Jean-Pierre Changeux Rudolf Clausius Arthur Holly Compton John Conway Simon Conway-Morris Peter Corning George Cowan Jerry Coyne John Cramer Francis Crick E. P. Culverwell Antonio Damasio Olivier Darrigol Charles Darwin Paul Davies Richard Dawkins Terrence Deacon Lüder Deecke Richard Dedekind Louis de Broglie Stanislas Dehaene Max Delbrück Abraham de Moivre David Depew Bernard d'Espagnat Paul Dirac Theodosius Dobzhansky Hans Driesch John Dupré John Eccles Arthur Stanley Eddington Gerald Edelman Paul Ehrenfest Manfred Eigen Albert Einstein George F. R. Ellis Walter Elsasser Hugh Everett, III Franz Exner Richard Feynman R. A. Fisher David Foster Joseph Fourier George Fox Philipp Frank Steven Frautschi Edward Fredkin Augustin-Jean Fresnel Karl Friston Benjamin Gal-Or Howard Gardner Lila Gatlin Michael Gazzaniga Nicholas Georgescu-Roegen GianCarlo Ghirardi J. Willard Gibbs James J. Gibson Nicolas Gisin Paul Glimcher Thomas Gold A. O. Gomes Brian Goodwin Julian Gough Joshua Greene Dirk ter Haar Jacques Hadamard Mark Hadley Ernst Haeckel Patrick Haggard J. B. S. Haldane Stuart Hameroff Augustin Hamon Sam Harris Ralph Hartley Hyman Hartman Jeff Hawkins John-Dylan Haynes Donald Hebb Martin Heisenberg Werner Heisenberg Hermann von Helmholtz Grete Hermann John Herschel Francis Heylighen Basil Hiley Art Hobson Jesper Hoffmeyer John Holland Don Howard John H. Jackson Ray Jackendoff Roman Jakobson Jon Jarrett E. T. Jaynes William Stanley Jevons Pascual Jordan Eric Kandel Ruth E. Kastner Stuart Kauffman Martin J. Klein William R. Klemm Christof Koch Simon Kochen Hans Kornhuber Stephen Kosslyn Daniel Koshland Ladislav Kovàč Leopold Kronecker Bernd-Olaf Küppers Rolf Landauer Alfred Landé Pierre-Simon Laplace Karl Lashley David Layzer Joseph LeDoux Jerome Lettvin Michael Levin Gilbert Lewis Benjamin Libet David Lindley Bruce Lindsay Grace Lindsay Seth Lloyd Werner Loewenstein Hendrik Lorentz Josef Loschmidt Alfred Lotka Ernst Mach Donald MacKay Henry Margenau Lynn Margulis Owen Maroney David Marr Lluis Masanes Humberto Maturana James Clerk Maxwell John Maynard Smith Ernst Mayr John McCarthy Barbara McClintock Warren McCulloch N. David Mermin George Miller Stanley Miller Ulrich Mohrhoff Jacques Monod Vernon Mountcastle Harold Morowitz Gerd B. Müller Markus P. Müller Emmy Noether Denis Noble Donald Norman Travis Norsen Howard T. Odum Alexander Oparin Abraham Pais Howard Pattee Wolfgang Pauli Massimo Pauri Wilder Penfield Roger Penrose Gualtiero Piccinini Steven Pinker Colin Pittendrigh Walter Pitts Max Planck Susan Pockett Henri Poincaré Michael Polanyi Daniel Pollen Ilya Prigogine Hans Primas Giulio Prisco Zenon Pylyshyn Henry Quastler Adolphe Quételet Pasco Rakic Nicolas Rashevsky Lord Rayleigh Frederick Reif Jürgen Renn Giacomo Rizzolati A.A. Roback Emil Roduner Juan Roederer Robert Rosen Frank Rosenblatt Jerome Rothstein David Ruelle David Rumelhart Michael Ruse Stanley Salthe Robert Sapolsky Tilman Sauer Ferdinand de Saussure Jürgen Schmidhuber Erwin Schrödinger Aaron Schurger Sebastian Seung Thomas Sebeok Franco Selleri Claude Shannon James A. Shapiro Charles Sherrington Abner Shimony Herbert Simon Dean Keith Simonton Edmund Sinnott B. F. Skinner Lee Smolin Ray Solomonoff Herbert Spencer Roger Sperry John Stachel Kenneth Stanley Henry Stapp Ian Stewart Tom Stonier Antoine Suarez Leonard Susskind Leo Szilard Max Tegmark Teilhard de Chardin Libb Thims William Thomson (Kelvin) Richard Tolman Giulio Tononi Peter Tse Alan Turing Robert Ulanowicz C. S. Unnikrishnan Nico van Kampen Antony Valentini Francisco Varela Vlatko Vedral Vladimir Vernadsky Clément Vidal Mikhail Volkenstein Heinz von Foerster Richard von Mises John von Neumann Jakob von Uexküll C. H. Waddington Sara Imari Walker James D. Watson John B. Watson Bruce Weber Daniel Wegner Steven Weinberg August Weismann Paul A. Weiss Herman Weyl John Wheeler Jeffrey Wicken Wilhelm Wien Norbert Wiener Eugene Wigner E. O. Wiley E. O. Wilson Günther Witzany Carl Woese Stephen Wolfram H. Dieter Zeh Semir Zeki Ernst Zermelo Wojciech Zurek Konrad Zuse Fritz Zwicky Apresentações ABCD Harvard (ppt) Instituto Bhaktivedanta Biossemiótica Livre-Arbítrio Causalidade Mental Simpósio James Palestra CCS25 Evo Devo 12 de Setembro Evo Devo 2 de Outubro Evo Devo Davies 12 de Novembro O Homem É uma Máquina? |
O Problema da Reversibilidade ou Umwiederkehreiwand
Max Planck suspeitava há muito tempo que era a interação entre matéria e radiação que causava o aumento de entropia exigido pela segunda lei da termodinâmica. Podemos ilustrar isso com uma colisão entre partículas de matéria que altera o estado quântico de uma ou ambas as partículas. Colisões Clássicas e Quânticas
Comparamos colisões de duas partículas na mecânica clássica com colisões que excitam os níveis de energia internos de um átomo, fazendo com que ele emita um fóton logo após a colisão. Isso poderia ser tanto a absorção de um fóton quanto uma mudança nos estados quânticos internos de uma partícula. Por exemplo, se as partículas forem átomos, elas devem ser tratadas como uma "quase-molécula" usando funções de onda moleculares. Os estados quânticos rotacionais têm baixa energia em relação aos estados eletrônicos. Uma mudança de estado rotacional adicionaria uma unidade ℏ de momento angular, aleatorizando as trajetórias futuras das partículas e apagando as informações das trajetórias anteriores.
Paradoxo de
Loschmidt
A crítica de Loschmidt baseava-se na ideia simples de que as leis da dinâmica clássica são reversíveis no tempo. Consequentemente, se simplesmente revertêssemos o tempo, a evolução temporal do sistema deveria levar a uma diminuição da entropia. É claro que não podemos reverter o tempo, mas um sistema dinâmico clássico evoluirá em sentido inverso se todas as partículas pudessem ter suas velocidades exatamente invertidas. Além da impossibilidade prática de inverter as direções das partículas, Loschmidt demonstrou que, em princípio, poderiam existir sistemas nos quais a entropia deveria diminuir em vez de aumentar. Isso é chamado de "Objeção da Reversibilidade" ( Umwiederkehreinwand ) de Loschmidt ou "Paradoxo de Loschmidt". Nós o chamamos de problema da reversibilidade microscópica . A física da informação afirma que a reversibilidade microscópica é, na verdade, extremamente improvável e que a informação intrínseca do caminho nas partículas, necessária para reduzir a entropia, é apagada pelas interações matéria-radiação ou por transições quânticas internas nos átomos em colisão, considerados como uma "quase" molécula.
A reversibilidade temporal microscópica é uma das premissas fundamentais tanto da mecânica clássica quanto da mecânica quântica. É erroneamente considerada a base para o "balanceamento detalhado" das reações químicas em equilíbrio termodinâmico. Na verdade, a reversibilidade microscópica é uma premissa estatisticamente válida apenas nos mesmos limites de qualquer " transição quântica-clássica ". Esse limite ocorre quando o número de partículas é suficientemente grande para que possamos calcular a média dos efeitos quânticos. Os eventos quânticos também se aproximam do comportamento clássico no limite de grandes números quânticos, o que Niels Bohr denominou "princípio da correspondência".
O que significa "balanceamento detalhado" é que, em equilíbrio termodinâmico, o número de reações diretas é exatamente igual ao número de reações inversas. E isso está correto. Mas a reversibilidade microscópica, embora ainda válida ao se considerar médias ao longo do tempo, não deve ser confundida com a reversibilidade temporal de uma colisão individual específica entre partículas. Analisaremos a colisão de dois átomos e mostraremos que, se suas velocidades forem invertidas em algum momento após a colisão, é altamente improvável que eles refaçam seus percursos. Isso não significa que, dado um número suficiente de colisões de partículas, não haverá, estatisticamente, muitas colisões que sejam essencialmente as mesmas que as "colisões reversas" necessárias para o balanceamento detalhado em reações químicas, para processos de transporte com a equação de Boltzmann e para as relações de reciprocidade de Lars Onsager em condições de não equilíbrio. A Origem da Irreversibilidade
Nossa cuidadosa análise quântica mostra que a reversibilidade temporal falha mesmo nas condições mais ideais (o caso mais simples de duas partículas em colisão), desde que a estrutura quântica interna ou a interação mecânico-quântica com a radiação sejam levadas em consideração. Assim, constatamos que a intuição de
Max Planck estava correta.Mas foi Albert Einstein quem primeiro percebeu como isso poderia funcionar, talvez já em sua extensão do trabalho sobre o efeito fotoelétrico em 1909, mas certamente em seu trabalho de 1916-17 sobre a emissão e absorção de radiação. Foi nesse trabalho que Einstein demonstrou que a teoria quântica implica o acaso ontológico , algo que ele notoriamente detestava ("Deus não joga dados!"). Este trabalho é por vezes citado como uma prova do equilíbrio detalhado e da reversibilidade microscópica ( Wikipedia , por exemplo). De facto, Einstein partiu da hipótese de Boltzmann sobre o equilíbrio detalhado, juntamente com o "princípio de Boltzmann", segundo o qual a probabilidade de estados com energia E é reduzida pelo fator exponencial de Boltzmann, f(E) ∝ e^ (-E/kT) , para derivar as suas probabilidades de transição para a emissão e absorção de radiação. No mesmo artigo, Einstein derivou a lei da radiação de Planck (uma de suas quatro derivações independentes da lei da radiação) e o segundo "postulado quântico" de Niels Bohr, E <sub>m</sub> - E<sub> n</sub> = hν . Mas Einstein negou explicitamente qualquer simetria nos processos elementares de emissão e absorção. A simetria isotrópica do balanço detalhado é o resultado da média sobre um grande número desses processos. Ele a chamou de pseudoisotropia ( Pseudoisotropie ). Já em 1909, Einstein observou que o processo elementar de emissão não é "invertível", ou seja, não é reversível no tempo. Existem ondas esféricas de radiação emitidas, mas ondas esféricas emitidas que chegam ao local nunca são observadas. Enquanto na teoria cinética das moléculas, para cada processo em que participam apenas algumas partículas elementares (por exemplo, colisões moleculares), o processo inverso também existe, esse não é o caso dos processos elementares da radiação. De acordo com a nossa teoria predominante, um íon oscilante gera uma onda esférica que se propaga para fora. O processo inverso não existe como um processo elementar. Uma onda esférica convergente é matematicamente possível, sem dúvida; mas aproximar-se de sua realização requer um número vasto de entidades emissoras. O processo elementar de emissão não é invertível. Nesse ponto, acredito que nossa teoria da oscilação não é precisa. A teoria da emissão da luz de Newton parece conter mais verdade a esse respeito do que a teoria da oscilação, visto que, em primeiro lugar, a energia fornecida a uma partícula de luz não é dispersa pelo espaço infinito, mas permanece disponível para um processo elementar de absorção... Num universo determinístico, a informação sobre as trajetórias necessárias para prever os movimentos futuros de todas as partículas seria preservada. Se a informação é uma quantidade conservada, o futuro e o passado estão contidos no presente. A informação sobre as trajetórias futuras é precisamente a mesma informação que, se invertida, preveria a reversibilidade microscópica de cada colisão. A introdução de probabilidades e estatísticas ontológicas negaria tal determinismo. Se os movimentos das partículas têm um elemento de acaso, esse determinismo não pode existir. E foi exatamente isso que Einstein fez em seus artigos sobre a emissão e absorção de radiação pela matéria. Ele descobriu que a teoria quântica implica um acaso ontológico . Uma "fraqueza na teoria", como ele a chamou. O que poderíamos chamar de " assimetria de radiação " de Einstein foi introduzido com estas palavras: Quando uma molécula absorve ou emite energia ε na forma de radiação durante a transição entre estados teoricamente possíveis na mecânica quântica, esse processo elementar pode ser visto tanto como totalmente ou parcialmente direcionado no espaço, quanto como simétrico (não direcionado). Constatamos que chegamos a uma teoria livre de contradições somente se interpretarmos esses processos elementares como processos totalmente direcionados. Antes de Einstein, a visão comum da luz era que ela se propagava em todas as direções (isotropicamente) como ondas. Depois de 1916, alguns sabiam, mas poucos levaram a sério, que a luz é emitida espontaneamente como o que Einstein chamou de "quanta de luz" (hoje conhecidos como fótons), cada um em uma única direção aleatória. As emissões espontâneas também ocorrem em momentos aleatórios, exatamente como os decaimentos radioativos, e pelas mesmas razões. Essa aleatoriedade é a base de todo o acaso no universo. Einstein a descobriu dez anos antes de Werner Heisenberg afirmar que seu "princípio da incerteza" havia introduzido o indeterminismo e eliminado a causalidade na física. Note que a probabilidade de Einstein é ontológica . A incerteza de Heisenberg é epistemológica , resultado da limitada capacidade de resolução do aparelho de medição . O processo elementar de emissão e absorção de radiação é assimétrico , pois o processo é direcionado , como Einstein observou explicitamente pela primeira vez em 1909, e acreditamos que ele possa ter percebido já em 1905 em sua análise do efeito fotoelétrico. A aparente isotropia da emissão de radiação é apenas o que Einstein chamou de "pseudoisotropia" ( Pseudoisotropie ), uma consequência das médias temporais sobre um grande número de eventos. Einstein frequentemente substituía as médias temporais de um único sistema por médias "espaciais", ou médias sobre um grande "conjunto" de sistemas idênticos, como fizera J. Willard Gibbs em sua mecânica estatística. Uma teoria quântica livre de contradições só pode ser obtida se o processo de emissão, assim como a absorção, for considerado direcional. Nesse caso, para cada processo de emissão elementar Z <sub>m</sub> → Z<sub>n </sub>, um momento de magnitude (ε<sub> m </sub> - ε <sub> n</sub> )/c é transferido para a molécula. Se esta for isotrópica, teremos que assumir que todas as direções de emissão são igualmente prováveis. O princípio da reversibilidade microscópica é uma premissa fundamental tanto da mecânica estatística clássica quanto da quântica. Ele está na base do princípio do "balanceamento detalhado", que é crucial para a compreensão das reações químicas. No equilíbrio termodinâmico, o número de reações diretas é exatamente igual ao número de reações inversas. Mas a reversibilidade microscópica, embora verdadeira no sentido de médias ao longo do tempo, não deve ser confundida com a reversibilidade de colisões individuais entre moléculas. As equações da dinâmica clássica são reversíveis no tempo. E a equação de Schrödinger determinística do movimento na mecânica quântica também é reversível no tempo. Mas as interações de fótons e partículas materiais como elétrons e átomos são distintamente irreversíveis, sempre que ocorrem transições entre estados quânticos! As transições envolvem " colapsos" da função de onda , que não são reversíveis. Uma explicação da irreversibilidade microscópica em colisões atômicas e moleculares forneceria a justificativa necessária para a suposição de Ludwig Boltzmann sobre a "desordem molecular" e fortaleceria seu Teorema H. É isso que esperamos fazer. Na mecânica quântica, a maioria dos cientistas assume que a reversibilidade temporal microscópica é verdadeira porque a própria equação de Schrödinger determinística é reversível no tempo. Mas a equação de Schrödinger descreve apenas a evolução temporal determinística das probabilidades de vários eventos quânticos, que, por sua vez, não são determinísticos nem reversíveis. Quando um evento real ocorre, as probabilidades de múltiplos eventos possíveis colapsam para a ocorrência real de um único evento. Em mecânica quântica, isso é o colapso irreversível da função de onda que John von Neumann chamou de "Processo 1". Tratar dois átomos como uma molécula temporária significa que devemos usar funções de onda moleculares, em vez de atômicas. A descrição quântica da molécula transforma os seis graus de liberdade independentes em três para o centro de massa da molécula e mais três que descrevem os estados quânticos vibracionais e rotacionais. A possibilidade de transições quânticas entre níveis de energia vibracional e rotacional muito próximos na "quase-molécula" introduz indeterminação nos caminhos futuros dos átomos individuais. A informação clássica sobre os caminhos, necessária para garantir o comportamento dinâmico determinístico , foi parcialmente apagada. A memória do passado, necessária para prever o futuro "determinado", foi perdida. Mesmo assumindo a impossibilidade prática de uma reversão temporal clássica perfeita, na qual simplesmente invertemos a direção das duas partículas, a física quântica exigiria duas medições para localizar as duas partículas, seguidas de duas preparações de estado para enviá-las na direção oposta. Estas só poderiam ser feitas dentro da precisão do princípio da incerteza de Heisenberg e, portanto, não poderiam produzir reversibilidade microscópica perfeita, que é, assim, apenas uma idealização clássica, como a ideia de determinismo . A indeterminação de Heisenberg impõe limites calculáveis à precisão com que se podem obter caminhos reversos perfeitos.
Vamos supor que essa tarefa impossível possa ser concluída e que as duas partículas entrem em trajetórias de colisão inversas. Mas, na trajetória de retorno, existe apenas uma probabilidade finita de que um cálculo de "soma sobre as histórias" produza as mesmas (ou exatamente as inversas) transições quânticas entre os estados vibracionais e rotacionais que ocorreram na primeira colisão. Assim, uma descrição quântica de uma colisão de duas partículas estabelece a irreversibilidade microscópica que Boltzmann às vezes descrevia como sua suposição de "desordem molecular". Em sua segunda derivação (1877) do teorema H, Boltzmann usou uma abordagem estatística e a suposição de desordem molecular para se afastar das suposições de reversibilidade temporal da dinâmica clássica. Precisamos desenvolver uma compreensão profunda da assimetria de Einstein entre luz e matéria, uma assimetria que foi percebida já na década de 1880 pelo grande mentor de Max Planck, Gustave Kirchhoff, mas que não foi compreendida em termos da mecânica quântica até a compreensão de Einstein sobre a não-localidade e a relação entre ondas e partículas em 1909. Ainda é ignorado na mecânica estatística quântica por aqueles que erroneamente pensam que a equação de Schrödinger reversível no tempo significa que as interações microscópicas são reversíveis. Maxwell e Boltzmann demonstraram que as colisões entre partículas materiais, analisadas estatisticamente, fazem com que a distribuição de posições e velocidades se aproxime da distribuição de equilíbrio de Maxwell-Boltzmann. Um pouco mais tarde, Kirchhoff e Planck descobriram que uma distribuição de radiação em extremo não equilíbrio, por exemplo, um campo de radiação monocromático, permanecerá fora do equilíbrio indefinidamente. Mas se essa radiação interagir com a menor quantidade de matéria, como por exemplo, uma partícula de negro de fumo, todos os comprimentos de onda do espectro – a lei de Kirchhoff – logo aparecerão. Podemos, portanto, afirmar que a aproximação ao equilíbrio de um campo de radiação tem a mesma origem de irreversibilidade que a da matéria. A radiação sem matéria não pode entrar em equilíbrio . Os fótons não interagem, exceto em energias extremamente altas, onde podem se converter em matéria e antimatéria. Nossa nova descoberta é que a matéria sem radiação também não pode atingir o equilíbrio de uma forma que escape às objeções de reversibilidade e recorrência , como é ensinado em todos os livros didáticos e artigos de revisão sobre mecânica estatística até hoje. É, portanto, a interação irreversível entre luz e matéria, fótons e elétrons, que está por trás do aumento da entropia no universo. A segunda lei da termodinâmica não explicaria o aumento da entropia, exceto pela irreversibilidade microscópica que demonstramos ser o caso. A irreversibilidade microscópica não apenas explica a segunda lei da termodinâmica, como também valida a brilhante hipótese de Boltzmann sobre a "desordem molecular" para justificar seus argumentos estatísticos. O paradoxo de Zermelo foi uma crítica posterior à tentativa de Ludwig Boltzmann de derivar o aumento da entropia exigido pela segunda lei da termodinâmica. Ele também envolve o tempo. Supondo tempo infinito disponível, um universo finito com matéria, energia e informação fixas retornará, em algum momento, a qualquer estado anterior dado.Agora sabemos que mesmo uma parte finita do universo não pode retornar exatamente ao mesmo estado, porque o universo circundante terá envelhecido e estará em um estado de informação diferente. Esta é a solução da filosofia da informação para o problema do eterno retorno , conforme proposto por Arthur Stanley Eddington e H. Dieter Zeh . Referências
A Origem da Irreversibilidade (pdf)
Irreversibilidade Microscópica , capítulo 25 de Grandes Problemas da Filosofia e da Física Resolvidos? . Para Professores
Para Pesquisadores
Resources
Irreversibilidade macroscópica e paradoxo microscópico: uma análise pela lei construtal dos átomos como sistemas abertos Reversibilidade_Microscópica
|