Hay otro sentido en el que este slogan es verdadero
el de que todos los sistemas físicos contienen informacion
ejemplos específicos de esto; Interruptor abierto o cerrado contiene informacion
presencia o no de un fotón -partícula de luz-, contiene información
fotón polarizado horizontal o vertical contiene información
pero el descubrimiento, de que todos los sistemas físicos contienen información
es un descubrimiento muy antiguo
Si tenemos un sistema físico con n bits, eso implica que tiene dos a la n
que representaré como mayúscula
( porque n mayúscula es mayor que n minúscula)
tien dos a la N estados posibles
Conversamente, un sistema con N estados puede ser usado para representar
logaritmo base dos de N bits
El logaritmo es básicamente el numero de bits necesarios para representarlo
por ejemplo, is N es igual a ocho, el logaritmo base 2 es igual a tres
es el número de bits que necesito para escribir ocho
como ocho es igual a 1 0 0 0, es solamente el numero de ceros en los bits
asi, cuando tenemos un sistema que no solo tiene dos, cuatro u ocho estados o
dies y seis o mil veinte y cuatro estados
sigue representando información
si tengo un sistema que tiene tres estados
por ejemplo: si, no y quizás, entonces representa log base 2 de tres
que es igual a uno y algo mas bits
es entre log base 2 de dos que es igual a un bit
y log base 2 de cuatro que es igual a dos bits
así, algo co tres estados diferentes
no es binario, sinó terciario
por lo que tiene un número de bits entre uno y dos
esta observación de que un sistema físico que tiene un numero diferente de estados
distintos puede registrar una cierta cantidad de información
es algo que se descubrió en el siglo 19
físicos como Maxwell y Boltzman en Viena
Maxwell en Cambridge y Gibbs en Yale descubrieron la cantidad llamada entropía
Que es entropía?
Entropía es algo que interfiere con la capacidad de hacer trabajo
es una medida de desorden
o de aleatoreidad
La forma en que se llegó al concepto de entropía en el siglo 19, fue
buscando como la energía podía convertirse a otras formas de energía
éstos científicos y otros, tenían interes en la conversión de calor a trabajo
Hay un resultado famosos llamado la segunda ley de la termodinámica
Esta ley básicamente expresa que la entropía se incrementa o tiende
a incrementarse
pero que es la entropía?
En el siglo 19 estos científicos sabían que la energía y el calor eran
energía cinética. La energía microscópica de moléculas en movimiento.
moléculas que al rebotar unas con otras tenían una cantidad de energía cinética
la energía de movimiento que podíamos identificarla como energía térmica
la energía de todas las moléculas individuales de un gas, como el de este
cuarto hay una cierta cantidad de energía que se puede medir y tambien sabían
que era posible transformar esta energía en trabajo, usando -por ejemplo-
la máquina de vapor
Si tenemos un pistón en un cilindro, aquí están todas las moléculas de vapor
rebotando de ida y vuela, y al mover el pistón, gradualmente se ralentizan
su energía dismiunuye al convertirse en trabajo en la máquina de vapor
pero no toda la energía se puede convertir en trabajo
Porqué?
Es porque esas moléculas que rebotan unas con otras
tienen un grado de desorden y, ese grado de desorden no se puede decrementar
aún despues de que el pistón se mueve, las moléculas tienen que moverse
y tienen un grado de desorden
así que no es posible extraer toda la energía cinética de esas moléculas
Estos ""muchachos" siendo "muchachos"
(incidentalmente; en éstas lecturas uso el término "muchachos"para referirme
no solo a hombres, sinó tambien a partículas o a mujeres)
éstos muchachos se dieron cuenta de que querían una fórmula para la entropía,
para describir esa cantidad que no se decrementaba nunca
Ellos decían: sea N igual al número de estados o configuraciones posibles
O como Boltzman les llamaba "Complexiones" de las moléculas de un gas
si definían la cantidad S como igual al logaritmo de N, podemos observar
que es la cantidad de información que está contenida en las moléculas del gas
solo al contasr el número posible de estados, configuraciones o complexiones
esta cantidad aquí, el logaritmo de N es el número de bits requerido para etiquetar
cada una de las complexiones diferentes o estaedos de las moléculas del gas
y si se define S como proporcional a ésto, se definió k que ahora es llamada
la constante de Boltzman
si se define S como k log N entonces esta es la cantidad de entropía
la cantidad termodinámica que previene a las máquinas térmicas de obtener
toda la energía de las moléculas
esa cantidad es tan famosa que aparece en la tumba de Boltzman
El murió por propia mano en 1906 después de una visita a U.S.A.
No se si hay una correlación con ésto
pero en aquellos días, si alguien tenía una fórmula famosa, la ponían en su tumba
hay una historia interesante acerca de que la constante k en la tumba de Boltzman
fue en realidad del famoso físico Max Planck
y que originalmente fué llamada la constante de Planck
pero Planck ya tenía otra constante llamada con su nombre, h,
la cual vamos a encontrar de nuevo porque gobierna la conducta cuántica de las cosas
entonces aparentemente la gente decidió llamar k la constante de Boltzman
Que pensaría Boltzman si supiera que en su tumba está la constante de otro?
posiblemente esté inquieto en su tumba...