Энтропия в чате с ИИ: поворот, поворот с учетом контекста или разворот?

Понимание энтропии затрудняется по ряду причин. Что это — вещественная сущность, математическая логика, философская абстракция?

Р.Клаузиус назвал исследованное им физическое явление «поворотом». Что и куда по его мнению поворачивается? До него всем было явно или интуитивно известно, что в любом или почти в любом деле есть потери. Вот и назвал бы исследованную им неизбежную потерю тепловой энергии «потерей» и объяснил бы ее причины. Но нет же, назвал красиво и загадочно, чтобы привлечь внимание. И это ему удалось. Возникли понятия негаэнтропии, импорта энтропии, экспорта и др.

Но нашелся ученый с более широким взглядом на объективную физическую реальность — Л. Больцман. Он просто и понятно на «шариках» объяснил, что в системе по разным причинам (скорость движения, расстояния, взаимное тяготение и др.) не все шарики-частицы встречаются друг с другом. Этим он объяснил и причину того, что в энергетическом цикле теплового двигателя неизбежно часть частиц удаляется из системы и это определяет неизбежность потерь. Эта теория распространилась не только на физику, но и, как сейчас оказалось, даже на социально-экономические системы. При этом, однако, красивый, но не везде уместный в широком плане термин «энтропия» проник и в учение Л.Больцмана.

В формуле Л.Больцмана присутствуют всего три параметра: справа натуральный логарифм от термодинамической вероятности W и коэффициент Больцмана, слева — определяемая величина меры вероятности S : S=K*lnW . Как видим, здесь нет параметра под названием энтропия. Но благодаря какой-то искаженной и настойчивой логике термин «энтропия» пролез и сюда. Меру вероятности S переименовывают в энтропию. Почему?

Этот вопрос я решил обсудить с ИИ.

Сразу отмечу, что в целом я удовлетворен состоявшейся дискуссией с ИИ, ответы на мои вопросы и реплики приходили моментально и были достаточно конкретными и детальными.

Но главный мой вопрос к ИИ был такой: почему по факту на сегодняшний день термин «энтропия» выступает одновременно в негативном значении, как безвозвратная потеря системой энергии (по Клазиусу), так и в позитивном значении, например, в цикле Карно, представленном в координатах температура-энтропия. Нет ли здесь противоречия и не надо ли во втором случае вместо термина «энтропия» применять термин «мера вероятности», как предложил сам Больцман. Или, как вариант: не надо ли разделить назввния энтропии на два варианта: «по Клаузиусу» и «по Больцману»?

Ответ получил неопределенный:

Произошла эволюция понятия.

Энтропия в термодинамике — единая физическая величина, но её интерпретация и роль в разных контекстах могут различаться. Это связано с разными аспектами её понимания и применения, а не с тем, что существуют принципиально разные «энтропии» по Клаузиусу и Больцману. Оба подхода описывают одно и то же явление, но с разных точек зрения.Почему нет противоречия? Кажется, что в одном случае рост энтропии снижает КПД, а в другом — способствует большей работе. Однако это не противоречие, а разные аспекты одного явления: В общем случае рост энтропии в изолированной системе означает увеличение неупорядоченности и снижение доступности энергии для работы, что уменьшает КПД. В цикле Карно энтропия выступает как мера «ресурса», который позволяет совершать работу за счёт разности температур. Большая разница энтропий на изотермических участках означает больший «запас» энергии, который можно преобразовать в работу. Но это возможно только в рамках обратимого цикла, где суммарное изменение энтропии системы остаётся нулевым. Таким образом, энтропия — единая величина, но её роль зависит от контекста: в общем случае она ограничивает КПД, а в цикле Карно — служит инструментом для расчёта работы при заданных температурах нагревателя и холодильника. Различие в интерпретации (Клаузиуса и Больцмана) отражает разные уровни описания — термодинамический и статистический, но не разные сущности энтропии.

Не надо ли упорядочить эту сферу знания?