Entropi ve Bilgi: Maxwell’in Cini

İçerik Yazarı: Elif Başak Birsen

Editör: Elif Nur Öztürk

Tasarım: Sudenaz Kesik

James Clerk Maxwell, 1867’de klasik termodinamik yasalarına karşı gelen hayali bir deney önerdi. Bu deneyde, iki bölmeli bir gaz kutusunda, her molekülü görebilen ve hızlarına göre ayıran “cin” benzeri bir varlık tasvir etti. Cin; hızlı molekülleri bir tarafa yavaş olanları diğer tarafa geçirerek sıcaklık farkı oluşturuyor, böylece entropiyi düşürüyordu. Bu düşünce deneyi, ikinci termodinamik yasasını sorgulatmıştı. Entropi, kapalı bir sistemde azalabilir miydi?

Bu paradoks, uzun yıllar çözümsüz kaldı ta ki 20. yüzyılda bilgi teorisi ile bağlantısı kurulana kadar. 1961’de Rolf Landauer, bir bilginin silinmesinin fiziksel bir süreç olduğunu ve bu işlemin enerji harcayarak entropi ürettiğini ortaya koydu. Bu “Landauer İlkesi”, cinin bilgi işlemesi için bir maliyeti olduğunu gösterdi. Cin, moleküllerin bilgilerini silerken çevreye ısı yayıyordu yani entropi yine artıyordu ve termodinamiğin ikinci yasası kurtarılmış oluyordu.

Günümüzde Maxwell’in Cini, sadece düşünce deneyi olmanın ötesine geçmiş, kuantum bilgi sistemleri ve entropi-bilgi ilişkisi açısından deneysel alanlara da taşınmıştır. Özellikle kuantum ölçüm, geri besleme ve mikroskobik motorlar gibi konularda Maxwellci düşünceler, entropi ile bilgi arasındaki köprüyü daha da belirginleştiriyor. Bu da modern fiziğin en temel yasalarından birinin aslında bilgi kavramı ile derinden bağlantılı olduğunu göstermektedir.