အင်ထရိုပီ လူသား သို့ The man who behind the beauty of entropy
ပထမဦးဆုံးအနေနဲ့ ခေါင်းစဉ်မှာ ပါတဲ့ အင်ထရိုပီ ကို စွဲစွဲလမ်းလမ်းရူးသွပ်သောသူက သီအိုရီရူပဗေဒပညာရှင် မက်စ်ပလန့်ဖြစ်ပြီးတော့ ဖြစ်တန်စွမ်းအယူအဆ (ဒီနေရာမှာ atomism) ကို အင်မတန်ယုံကြည်သောသူကတော့ သီအိုရီရူပဗေဒပညာရှင်ဘော့စ်မန်း ဖြစ်ပါတယ်။ ၁၉ ရာစုနှစ်ကုန်ခါနီးလောက်မှာ ပလန့် - ဘော့စ်မန်း တို့က ငြင်းခုံမှုရော ထောက်ခံမှုရောရှိခဲ့တဲ့ သူတွေဖြစ်ကြပါတယ်။ ဒီအရာနှစ်ခုကိုဖြစ်စေတဲ့ အဓိကအကြောင်းရင်းကတော့ အပူဒိုင်းနမစ်ဒုတိယနိယာမ (အင်ထရိုပီ) အပေါ်ရှုမြင်မှု ကွဲပြားလို့ ဖြစ်ပါတယ်။
ပထမဆုံးအနေနဲ့ ကျွန်တော်တို့က classical thermodynamics and statistical mechanics (ရှေးရိုးစံထားအပူဒိုင်းနမစ် နဲ့ စတာတစ်စတစ်ကယ်မက္ကင်းနစ်) က entropy (အင်ထရိုပီ) အဓိပ္ပာယ်သတ်မှတ်ချက်ကို အရင်ဖွင့်ရပါမယ်။ အင်ထရိုပီ ဆိုတဲ့ စကားလုံးကို ရူပဗေဒပညာရှင် ရုဒ်ဒေါ့ဖ်ကလော့စီးယပ်စ် (Rudolf Clausius) (၁၈၂၂-၁၈၈၈) က ၁၈၆၅ ခုနှစ်မှာ စတင်မိတ်ဆက်ခဲ့တဲ့ စကားလုံးဖြစ်ပါတယ်။ classical thermodynamics အရ အင်ထရိုပီ ကို deterministic entropy (ကြိုတင်ဆုံးဖြတ်နိုင်စွမ်း အင်ထရိုပီ) (or) absolute entropy လို့ ခေါ်ပါတယ်။
ဒီနေရာမှာ များသောအားဖြင့် အင်ထရိုပီက macroscopic state function တစ်ခုဖြစ်ပြီးတော့ စွမ်းအင်နဲ့အပူချိန်ပေါ်မှာ မူတည်ပါတယ်။ ရလာတဲ့ ရလဒ်ကလည်း certainty (သေချာပါတယ်)။ သီအိုရီအရ event (ဖြစ်ရပ်) တစ်ခုနဲ့ တစ်ခု က တူညီတယ်ဆိုရင် အင်ထရိုပီ အချင်းချင်းလည်းတူညီပါလိမ့်မယ်။
ဒါ့အပြင် ရှေးရိုးအပူဒိုင်းနမစ်ရဲ့ဒုတိယနိယာမ အရ သီခြားစနစ်တစ်ခုရဲ့အင်ထရိုပီ က အမြဲတမ်းတိုးနေရမယ် (သို့မဟုတ်) တူညီနေရမယ် ဆိုတဲ့ ဖော်ပြချက်တစ်ခုဖြစ်ပါတယ်။ isolated system (သီခြားစနစ်) ဆိုတာက စွမ်းအင်ရော ရုပ်အခြေအနေပါပြောင်းလဲခြင်းမရှိတဲ့ စနစ်တစ်ခုဖြစ်ပါတယ်။ အင်ထရိုပီကို စဉ်းစားတဲ့နေရာမှာ ဖြစ်စဉ်က နှစ်ခုရှိပါတယ်။
အဲ့တာကတော့ reversible process and irreversible process ဖြစ်ပါတယ်။ entropy ကို reversible process ကနေ ဥပမာအနေနဲ့ ကြည့်ရင် ရေခဲ(solid) ကနေ ရေ(liquid) ကို အရည်ပျော်ခြင်းဖြစ်ပါတယ်။ ကျွန်တော်တို့ အလွယ်မှတ်ကြရင် solid အခြေနေမှာ entropy တန်ဖိုးက နည်းပါတယ်။
ဘာကြောင့်လဲဆိုတော့ solid ထဲမှာပါတဲ့ မော်လီကျူးတွေက စနစ်တကျစီစဉ်ထားလို့ (systematically arrangement (or) orderly) ဖြစ်ပါတယ်။ သူ့ရဲ့ဆန့်ကျင်ဘက် အနေနဲ့ liquid အခြေအနေမှာဆိုရင် မော်လီကျူးတွေက solid အခြေအနေလောက် orderly မဖြစ်ပါဘူး။ အပေါ်က ဥပမာကို ပြန်ဆက်ရရင် ရေခဲကနေ အရည်ပျော်သွားခြင်းက စနစ်တစ်ခုရဲ့အင်ထရိုပီ တန်ဖိုးတိုးလာခြင်းကို ပြသနေတာပဲဖြစ်ပါတယ်။
ဘာကြောင့် reversible process တစ်ခုလို့ပြောရလည်းဆိုရင် အရည်ပျော်သွားတဲ့ရေခဲ ကို အအေးပေးလိုက်ရင် ရေခဲ(solid) ကို ပြန်ရပါတယ်။ ဒါကြောင့် ဒီလိုတူညီတဲ့ဖြစ်စဉ်မှာ reversible process ဖြစ်နေတဲ့အတွက် သူ့အနေနဲ့ အင်ထရိုပီ တန်ဖိုးက တူညီနေတာပဲဖြစ်ပါတယ်။
နည်းနည်းလောက် irreversible process ဘက်ကို ဆက်ကြရအောင်ပါ။ ဥပမာအနေနဲ့ ရေဘူးတစ်ခုမှာ ရေအပြည့်ဖြည့်ထားခဲ့တယ်ဆိုပါစို့။ ဒီနေရာမှာ ရေဘူးက closed system ဖြစ်ပါတယ်။ closed system ဆိုတာက စနစ်တစ်ခုရဲ့ စွမ်းအင်ပြောင်းလဲခြင်းရှိပြီးတော့ ရုပ်အခြေအနေ ပြောင်းလဲခြင်းမရှိတဲ့ စနစ်တစ်ခုဖြစ်ပါတယ်။ စာဖတ်သူတွေ မြင်နေရတဲ့အတိုင်း ရေဘူးထဲက ရေတွေက သပ်သပ်ရပ်ရပ်နဲ့ သောက်ချင်စဖွယ်အနေအထားမှာ ရှိနေပါလိမ့်မယ်။
ဒါက ရေမော်လီကျူးတွေက orderly ဖြစ်နေတာကြောင့်ပဲဖြစ်ပါတယ်။ ဒါ့ကြောင့် အင်ထရိုပီ (ပရမ်းပတာ) တန်ဖိုးကနည်းနေပါတယ်။ အကယ်၍သာ ရေကို နေရာတစ်ခုကို လောင်းချလိုက်မယ်ဆိုရင်တော့ ရေတွေက ပြန့်ကျဲသွားပါတယ်။ တစ်နည်းပြောရရင် ရေမော်လီကျူးတွေက disorder ဖြစ်သွားပါတယ်။
ဒါဆိုရင် classical thermodynamics အမြင်အရဆိုရင် အင်ထရိုပီ တန်ဖိုးတွေက များလာတာကို ပြနေပါတယ်။ ဒီ အင်ထရိုပီ ကို တစ်ချို့က ကလော့စီးယပ်ရဲ့အင်ထရိုပီ လို့ ခေါ်ဆိုကြပါတယ်။ မက်စ်ပလန့်က ဒီလို သတ်မှတ်ချက်တွေကြောင့် အင်ထရိုပီကို deterministic entropy လို့ ယုံကြည်ရခြင်းဖြစ်ပါတယ်။ အဲ့အချိန်ကာလက သူ့အနေနဲ့ ကလော့စီးယပ်ရဲ့စာတမ်းတွေကို အရမ်းလေးစားအားကျနေတဲ့ လူငယ်ပညာရှင်တစ်ယောက်ဖြစ်ပါတယ်။
အပိုင်း(၂) ဆက်ရန်.....။
(ပြီးခဲ့တဲ့ ကွမ်တမ် အပိုင်းတွေ ကိုရှင်းပြပြီးတဲ့နောက် ကျွန်တော်တို့ ဆက်သွားမယ့် equipartition အကြောင်းကို မဆက်ခင်မှာ ဒီ ခေါင်းစဉ်ကို နားလည်မှ အနက်ရောင်ကိုယ်ထည်အပေါ် ချဉ်းကပ်ထားတဲ့ ပလန့်ရဲ့အင်ထရိုပီ ယူဆချက်တွေကို သေချာသိမြင်နိုင်မှာဖြစ်ပါတယ်။ )
~MASES / Kaung Khant Naing