エントロピーとは、システムの無秩序さやランダム性の尺度です。熱力学第二法則によれば、閉鎖系の全エントロピーは決して減少しません。常に一定か増加するかのどちらかです。熱が高温から低温へと流れるのも、割れたガラスが元通りにならないのも、そして時間に方向性があるように見えるのも、すべてこのためです。エントロピーは力ではなく、統計的な傾向です。システムが秩序だった状態よりも無秩序な状態になる方法の方が単純に多いのです。

エントロピーはジュール/ケルビンで測定されます。ルートヴィヒ・ボルツマンは、エントロピーを統計的に定義しました。S = k ln W、ここでkはボルツマン定数、Wは特定のマクロ状態に対応するミクロ状態の数です。ミクロ状態が多いマクロ状態ほどエントロピーが高くなります。そのため、部屋全体に広がる気体は、隅に圧縮された気体よりもエントロピーが高くなります。エントロピーは情報理論でも用いられ、メッセージの不確実性や情報量を測定する指標となります。この2つの概念は関連していますが、同一ではありません。

エントロピーに関する事実

• 定義。 無秩序またはランダム性の尺度。
• 第二法則。 閉鎖系の全エントロピーは決して減少しない。
• Boltzmann. S = k ln W.
• Direction. 時間の矢印を説明します。
• Information. メッセージの不確実性を測定します。

エントロピーはエネルギーとは異なります。エネルギーは保存されますが、エントロピーは増加する傾向があります。