질서,무질서 그리고 복잡성

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에너지는 소멸되지 않으며 우주에서의 에너지의 총량은 일정하다.에너지는 사라지는 것처럼 보이지만 단지 형태가 변화되었을 뿐이다.이것이 "에너지보존의 법칙"이라고 불리는 열역학 제1법칙이다. 1824년 카르노(S.Carnot)는 열은 온도차가 있을 때만 역학적 일로 바꿀 수 있다고 결론지었다. 바깥과 온도차가 없으면 증기엔진은 한방울의 열에너지도 운동으로 전환시킬 수 없다. 클라우지우스(Rudolf Clausius,1822-1888)는 카르노가 발견한 사항은 열역학 제 1법칙 만큼이나 근본적인 것이라고 생각했다. 제 1법칙은 실제로 결코 일어나지 않는 많은 과정들을 허용한다. 물이 위로 흘러 차가와 지는 현상은 있을 법 하지 않지만 제 1법칙과 모순되지 않는다. 그것은 단지 중력에너지와 운동에너지로 물이 얻은 에너지는 상실한 열에너지에 의해서 정확히 상쇄되고 있음을 규정하고 있을 뿐이기 때문이다. 그러한 가능성을 허용하는한 에너지 전환에 관한 어떠한 이론도 완전하다고 할 수 없다. 실제 온도차는 소멸되어 균등해 지려는 경향이 있다. 온도차는 외부의 개입없이는 결코 증가하지 않는다. 이 일반화를 정량화하기 위해서 클라우지우스는 새로운 수학적 양을 도입했다. 그는 이 양을 "verwandlungsinhalt"라고 불렀는데 이것은 "변형량"(transformation content)을 의미한다. 후에 그는 이것을 "전화되는"을 의미하는 희랍어 "엔트로피"(entropy)라는 용어로 정착시켰다. 클라우지우스는 뜨거운 물체에서 차가운 물체로 열이 흐를 때 중요한 일이 일어나고 있음을 알았다.두 물체의 온도가 같아질 때 까지 열의 흐름은 계속된다.결국 열의 흐름은 멈춘다.그러나 에너지 보존의 법칙에 따르면 그 열의 에너지는 사라진 것이 아니다.그러면 이 두 상태간의 어떤 차이가 이런 결과를 만든 것인가?....