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エントロピーとは?わかりやすく、簡単に!6歳児と10歳児に説明してみた。
2024.08.02
今日は朝から(昨日の夜中から)、エントロピーが思考のなかに出てくるので、エントロピーってなに?というのを説明します。6歳児と10歳児に対してそれぞれ説明するなら?ということでまとめてみました。
ついでに20歳の青年向けも作ったのですが、難しすぎて載せるのはやめておきます。
6歳児向けのエントロピーとは?
まず、おもちゃ箱を想像してみてね。おもちゃがきれいに整理されているときと、ぐちゃぐちゃに散らかっているときがあるよね。エントロピーは、この『散らかり具合』みたいなものなんだ。
おもちゃ箱がきれいに片付いているとき、エントロピーは低いんだ。でも、おもちゃを出して遊んでいるうちに、だんだん散らかってくるよね。これがエントロピーが増えているってことなんだ。
もう一つ例を挙げるね。お風呂に入るとき、最初はお湯が熱くて、体が冷たいよね。でも、しばらくすると体が温まってくるでしょ?これもエントロピーが関係しているんだ。熱いお湯と冷たい体の温度差が、だんだんなくなっていくんだよ。これもエントロピーが増えているってことなんだ。
自然界では、物事はだんだん散らかっていく方向に進むんだ。つまり、エントロピーは自然と増えていくんだよ。例えば、氷が溶けて水になるのも、エントロピーが増えているんだ。
でも、エントロピーを減らすこともできるんだ。おもちゃ箱を片付けたり、冷蔵庫で水を冷やして氷にしたりするときがそうだよ。でも、これには努力や エネルギー必要なんだ。
エントロピーは、世界がどんどん変化していく様子を表しているんだよ。物事が混ざり合ったり、散らかったりしていく様子をね。これがわかると、自然界のいろんな現象が理解できるようになるんだ。
難しかったかな?でも大丈夫。エントロピーは、大人になってからもずっと勉強し続ける面白いテーマなんだ。今は『物事が自然と散らかっていく性質』くらいに覚えておいてくれたらいいよ。
10歳児向けのエントロピーとは?
エントロピーは、物理学や科学の中でとても重要な考え方なんだ。
エントロピーは、簡単に言うと『乱雑さ』や『無秩序さ』の度合いを表す言葉なんだ。でも、ただ散らかっているということじゃなくて、もっと深い意味があるんだよ。
例えば、こんな実験を想像してみて。大きな箱があって、その中に赤いボールと青いボールがたくさん入っているんだ。最初、赤いボールは左側に、青いボールは右側にきれいに分かれているとしよう。
この状態は、エントロピーが低い状態なんだ。なぜかというと、ボールの並び方に秩序があるからね。
でも、この箱をしばらく振ったらどうなるかな?そう、赤いボールと青いボールが混ざり合ってしまうよね。これがエントロピーが高い状態なんだ。ボールの配置に秩序がなくなって、より乱雑になったからね。
面白いのは、自然界ではこの逆の現象はほとんど起こらないってことなんだ。つまり、混ざり合ったボールが勝手に色別に分かれることはないんだよ。これが『エントロピー増大の法則』というものなんだ。
このエントロピーの考え方は、身の回りのいろんなことに当てはまるんだ。例えば:
- 氷が溶けて水になる現象: 氷の分子は整然と並んでいるけど、水になると自由に動き回るようになるよね。これはエントロピーが増大している例なんだ。
- 熱の移動: 熱いものと冷たいものを近づけると、熱いものが冷めて冷たいものが温まるよね。これも、エントロピーが増大しているんだよ。
- 砂時計: 上の砂が下に落ちていくのも、エントロピーの増大なんだ。最初は砂が一箇所に集まっていたのが、徐々に散らばっていくからね。
でも、エントロピーを減らすこともできるんだ。例えば、散らかった部屋を片付けたり、溶けかけのアイスクリームを再び凍らせたりするときがそうだよ。ただし、これには必ずエネルギーが必要なんだ。
エントロピーの考え方は、宇宙の未来を予測するのにも使われているんだよ。宇宙全体のエントロピーがどんどん増えていって、最終的にはどうなるのか。そんなことも科学者たちは研究しているんだ。
難しい概念だけど、エントロピーを理解すると、世の中の変化がなぜ起こるのか、その方向性を理解できるようになるんだ。
人はエントロピーを下げたい?
事例にも出てきましたが、エネルギーを使っておもちゃを片付ける=エントロピーを下げる。
仕事も専門家に集まる=エントロピーを下げる。
しかし、それらもいま、技術によってエントロピーが上がる方向に流れているように思います。いまは、エントロピーを下げる仕事が流行るんでしょう。その分、お金のエントロピーも下がって集まってきますからね。
これまでは、テレビ局が配信する番組を見ていましたが、いまでは、YouTubeでだれでも情報が発信できるようになっています。それにいち早く気づいた人たちはそこでビジネスで成功しているのですが、一方で、あとからとなると、お金のエントロピーも上がってくるかもしれません。
エントロピーって奥が深いですね~。
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