양자역학 세줄요약이 시들해진 것 같아서ㅎㅎ

엔트로피에 손을 대 봅니다. 

http://todayhumor.com/?science_17302

앞에 kipid님이 엔트로피 증가 이야기하면서 동전 상자 예를 들었는데요, 

두가지 이유에서 좋은 선택이 아니었던 것 같습니다. 

첫째, 동전상자는 이미 엔트로피가 갈데까지 간 상태입니다. 

둘째, 가끔 손으로 흔들어주는데, 그건 외부에서 일을 해 주는 상황입니다. 

닫힌 계에서 엔트로피가 증가한다는 논제와는 거리가 있는 예죠. 

동전 대신 완전탄성 탱탱볼을 생각해 봅시다. 

간단히 다섯개만 생각해 봅시다. 

상자를 5개의 같은 넓이의 구역으로 나눕니다. 

1번 구역에 1번 탱탱볼

2번 구역에 2번 탱탱볼

3번 구역에 3번 탱탱볼

4번 구역에 4번 탱탱볼

5번 구역에 5번 탱탱볼

모두 정지해 있습니다. 

그러면 우리는 5개의 탱탱볼이 어디에 있는지 100퍼센트 확률로 알고 있습니다. 

확률 1, 엔트로피는 0입니다. 

이제, 외부인이 와서 5번 탱탱볼을 튕겨줍니다. 완전 탄성이므로 5번 탱탱볼은 영원히 탱탱 튑니다. 

이제 5번 탱탱볼이 어느 구역에 있을지는 1/5의 확률로만 알 수 있습니다. 

엔트로피가 1단위 증가했습니다. 

그런데 상자가 유한하다면, 5번 탱탱볼이 시간이 지날수록 다른 탱탱볼과 부딪힙니다. 

처음에 1번 탱탱볼과 부딪힙니다. 이제 위치를 모르는 것은 5번과 1번입니다. 

엔트로피는 1단위 더 증가해 2단위입니다. 

시간이 지나면 다섯개의 공 모두가 탱탱 튑니다. 엔트로피는 결국 5단위가 됩니다. 

외부에서 공을 잡아주지 않으면 이 완전탄성 탱탱볼 시스템의 엔트로피는 5단위에서 줄어들지 않습니다. 

그런데 아주 우연히도, 

1번 공과 2번 공이 정확히 반대방향에서 정확히 반대 속도로 달리다가 충돌해서 둘다 이상적인 방향과

속도로 충돌해서 2번 공이 정지상태가 됐습니다. 

엔트로피가 1단위가 줄어들었습니다. 

물론 이런 사건이 일어날 확률은 사실상 0이지만 일어났다고 해서 물리학 법칙에 위배되지는 않습니다. 

- 끝 -