¿Puede alguien ayudarme a entender en términos sencillos por qué el demonio de Laplace llegó a su fin debido a la entropía?

El demonio de Laplace afirma que cada partícula sigue exactamente una ley determinista (clásica) del movimiento, por lo tanto, si obtiene suficiente información, puede calcular todo el futuro que le suceda a esta partícula. Para un sistema macroscópico que consiste en una gran cantidad de partículas, teóricamente puede calcular el destino de cada partícula individual y, por lo tanto, hacer una predicción válida para todo el sistema.

Precisamente, esto no entra en conflicto con la entropía de una manera clásica. La entropía establece que para cualquier sistema, evoluciona con una posibilidad dominante hacia el estado de “desorden”. En términos clásicos, no es que el destino del sistema no esté predeterminado, se debe principalmente a que necesitamos una gran cantidad de información para realizar los cálculos y eso simplemente no es posible para todos los propósitos piratas (FAPP). Así que tenemos que omitir alguna información, y la entropía es equivalente a la información que perdimos.

El puente es probablemente la teoría determinista del caos. Como en esta teoría, cualquier incertidumbre en la condición inicial se inflaría tan rápidamente que nos perderemos por completo en poco tiempo. Como una analogía, digamos, un pequeño trozo de sal cuyo volumen representa las incertidumbres en la condición inicial, la evolución de tal incertidumbre con el tiempo, es como ponerlo en agua, se disuelve rápidamente y se mezcla con el vasto volumen de agua. agua que no se podía decir exactamente cuál y cuál, por lo que hay que admitir que la incertidumbre se ha difundido en todas partes y ahora toda el agua es incierta. Esto se denomina “topológicamente mixto”.

Sin embargo, si tienes una resolución de observación infinita, podrías rastrear a dónde van todas las partículas de sal, por lo tanto, no hay incertidumbre y logras lo que hace el demonio. de lo contrario, con pequeñas limitaciones en su resolución, perderá toda la información.

Tenga en cuenta que esto es solo una analogía, teóricamente (de nuevo en términos clásicos) no necesita una resolución infinita, una resolución más fina que el tamaño del átomo de sal funcionaría, pero imaginemos que los átomos son infinitamente pequeños.

El verdadero conflicto ocurre solo en el Mecanismo Cuántico en el que la entropía se define como la traza de la matriz de densidad, que se considera (bueno, no diría que TODOS los científicos están de acuerdo en esto) “genuino” probabilístico.

El demonio de Laplace (también conectado con Newton) era alguien que creía en el determinismo, que si realmente conoces toda la posición y el movimiento de todas las partículas en el universo, podrías “jugar” el Universo hacia adelante o hacia atrás en el tiempo y decir exactamente qué sucedió. en un punto al azar en el pasado o el futuro. El problema es dual con el demonio, primero, algunos procesos termodinámicos en el Universo no son reversibles en la dimensión del tiempo (entropía). La entropía es la medida del desorden en el Universo, y hay procesos que aumentan la entropía en el Universo que no son irreversibles (intente volver a poner esa pasta de dientes en el tubo). La teoría del caos va de la mano para refutar al demonio de Laplace, ya que la teoría del caos establece que las variaciones minúsculas y casi microscópicas en las condiciones iniciales de una situación física pueden producir enormes efectos macroscópicos más adelante (piense que el famoso ala de mariposa en China causa un huracán El Atlántico, eso es un hecho científico). Pero el demonio de Laplace realmente fue asesinado cuando Wolpert demostró que el demonio tendría que ser un dispositivo computacional, y no podría ser más pequeño que el universo mismo para calcular lo que sucedería, y no hay dos dispositivos como el demonio y el Universo que pudieran predecirse por completo. Al igual que el universo, la muerte del demonio provino de la teoría de la información.