“이제 무슨 일이 생기면, 엔트로피를 탓하세요” 일어날 일은 왜 꼭 일어나는가? 김범준 교수님이 알려주는 엔트로피 이야기#몰아볼교양

간략한 요약

이 영상은 열역학과 통계물리학의 기본 원리를 설명하고, 엔트로피 개념의 발전 과정을 논의합니다.

  • 열역학은 거시적인 변수 간의 관계를 설명한다.
  • 통계물리학은 미시적인 상태의 수와 열역학적 상태의 관계를 설명한다.
  • 엔트로피는 시스템의 무질서 정도를 나타내며, 일반적으로 증가하는 경향을 가진다.

열역학의 기초

열역학은 우리가 눈으로 확인할 수 있는 큰 시스템의 물리적 양, 예를 들어 압력, 온도, 부피 사이의 상관 관계를 다룹니다. 이러한 양들은 거시적인 변수로, 이들 변수 간의 관계를 설명하는 것이 열역학의 주요 목적입니다. 반면, 통계물리학은 원자와 같은 미시적인 입자들로 시작하여, 이들이 어떻게 온도, 압력 및 부피와 같은 거시적인 양을 만들어내는지를 설명합니다.

엔트로피의 개념

통계물리학에서 엔트로피는 주어진 거시적 조건 하에 가능한 모든 미시적 상태의 수에 관련됩니다. 예를 들어, 동전을 던질 때, 세 개의 동전을 던져서 두 개가 앞면을 보일 경우의 가능한 조합 수를 계산하는 것이 그것입니다. 가능한 조합 수가 증가할수록 엔트로피도 증가하게 됩니다. 여기서 엔트로피는 단순히 무질서의 정도를 나타낸다기보다는 시스템의 가능한 상태의 다양성을 반영하는 더 깊은 의미를 갖습니다.

엔트로피 증가의 법칙

엔트로피 증가의 법칙에 따르면, 자연적인 과정에서 더 높은 확률을 가진 상태로 시스템이 이동하는 경향이 있습니다. 예를 들어, 열이 뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 흐르는 것은 자연스러운 현상으로, 이는 시스템의 엔트로피가 증가하는 방향으로 진행됩니다. 이러한 원리는 시간이 흐름에 따라 일어나는 자연현상을 설명하는 데 중요한 역할을 합니다.

클라우지우스와 볼츠만의 아이디어

클라우지우스는 엔트로피의 개념을 발전시켰고, 이는 열역학에서 열의 흐름을 설명하는 데 기여했습니다. 볼츠만은 통계물리학의 아버지로 여겨지며, 미시적 수준에서 엔트로피를 수량화하는 방법을 제시했습니다. 그는 경우의 수와 열역학적 상태 간의 관계를 수학적으로 정의하여, 열역학과 통계물리학 간의 다리를 놓았습니다.

맥스웰의 도깨비와 엔트로피

맥스웰은 자신의 사고 실험인 "맥스웰의 도깨비"를 통해 엔트로피 증가의 법칙을 도전했습니다. 그는 도깨비가 기체 분자를 분류함으로써 엔트로피를 감소시킬 수 있다고 가정했으나, 현대 물리학에서는 에너지를 처리하는 데 있어 정보를 다루는 과정에서도 엔트로피가 늘어난다고 밝혔습니다. 이는 입자 간의 상호작용이 엔트로피와 어떻게 연결되는지를 보여줍니다.

엔트로피 증가와 우주의 미래

영상은 마지막으로 엔트로피 증가가 우주에 미치는 영향에 대해 논의합니다. 엔트로피가 끊임없이 증가함에 따라 우주는 결국 열죽음 상태에 이를 것이라는 예측을 설명합니다. 이러한 상태에서는 에너지가 고르게 분포되어 더 이상의 작업을 수행할 수 없게 됩니다. 이는 엔트로피 증가의 법칙이 단순한 현상이 아니라 우주 전체의 운명과 밀접하게 연결되어 있음을 시사합니다.

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0:00 연력학을 아까 말씀하셨 연력학 그게 뭐 연관성이 있습니까? >> 연력학은 우리가 눈으로 볼 수 있는 큰 것들을 기술하는 양 사이의 관계예요. 예를 들어이 기차칸을 그 가득 채우고 있는 기체의 부피 우리가 볼 수 있고 질 수도 있잖아요. 압력도 ea질 수 있고 온도도 նել 될 수 있죠. 그래서 온도 압력 부피 같은 것들을 물리학에서선 거시적인 양이라고 하거든. 큰 것들을 설명 큰 것들을 설명하는 이런 양들 사이에 어떤 관계가 있는지를 설명하는 게 >> 연력학이고요. >> 통계 역학은 이렇게 큰 것들이 미시적으로 원자부터 출발해서 뭐 온도 압력 뭐 부피 같은 양들이 만들어지는지를 설명해서 어떻게 보면 통계 역학이 연력학에 가장 밑바하게 있는 이론 체계라고 해도 돼요. 아

0:47 연력학도 되게 중요하네요.학도 중요하고 연력학도 되게 중요하다. 통계 물리학이 엔트로피를 정통으로 다루는 학문이라고 이제 말씀을 하셨는데 그러면 통계 물리학에서 정의하는이 엔트로피 엔트로피는 뭡니까? 좀 걱정인데요. 일단 얘기를 해 볼게요. 시작부터 시작부터 약간 불 >> 통계 물리학에서의 엔트로피의 정의는 >> 주어진 거시적인 제한 조건이 있을 때 >> 네 >> 그 조건을 만족하는 모든 미시적인 상태 숫자에 >> 관련된 게네. 사실은 그 미시적인 상태의 숫자라는게 사실 별게 아니라 우리가 보통

1:33 생각하면 수라고 하는게 있거든요. >> 미시적인게 수라는 겁니까? >> 락을 던지는 걸 생각해 봐. 보세요. 육가락네 개를 던졌을 때 내 육가랑 모두 다 등을 보이는 상황을 생각해 보세요. 그거는 딱 한 가지밖에 없어요. >> 없어요. >> 뭐라는 상태에 해당하는 미시적인 경우의 수는 뭐의 경우는 한 개요. 그런데 한번 개를 생각해 보세요.네 >> 개 중에 어떤 두 개가 등을 보이는지를 한번 생각해 보세요. A. 오케이. AC도 있죠. >> 그렇죠. AD >> AD AD 있죠? BC 있죠? >> BC 있네. 그 BD >> CD >> 그래서 개에 해당하는 미시적인 가능한 상태의 숫자는 6이에요. 6 >> 그게 그냥 경우수라는게 그냥 얘 >> 아 그게수인 거야. 아 >> 그런데 여기서 보면 뭐 개라는 건

2:21 아까 제가 얘기한 거시적인 제한 조건으로 생각하면 돼요. 뭐는네 개 모두 다 등을 보이는 거. >> 개는네 개 중에 두 개가 등을 보이는 것. 근데 개는 여섯 가지 가능성이 있잖아요. 그 여섯 가지 어떤 것도 다 가능하죠. 예를 들어 우리가 여기서 편을 둘로 나눠서 뭐를 한다라고 할 때 어떻게 두 팀을 나눌지를 생각하면 편을 똑같은 두 명 세 명으로 나눈다라는 조건이 거시적인 규정이고요. 근데 누가 그러면 A 팀, 누가 B 팀인지를 여러 강 가능 가능한 경우가 있잖아요. 그게 이제 미시 상태라고 하지만 사실은 더 일방 그 우리가 익숙한 용어는 그냥 경우의 수호라고 생각하. >> 경우의 수. 경우의 수. >> 자, 근데 깔락을 던져 봐요. 그럼 뭐가 잘 나와요? 개가 잘 나와요? >> 개가 잘 나오죠. 그럼 이제 엔트로피 증가의 법칙 이해하신 거예요? 끝.

3:07 >> 아, 그러면은 당연히 개가 많이 나오기 때문에 그러면 엔트로피가 더 크게 생기는 겁니까? 그래서 개가 나오는 더 확률이 더 크다는게 개에 해당하는 경우의 숫자가 높은 거고요. >> 엔트로피 증가의 법칙은 한마디로 하면 너무 간단해요. 확률이 큰 상황을 흔들었다 놓으면 우리는 확률이 큰 걸 볼 수밖에 없다요. >> 당연히 확률이 큰 것만 볼 수 있다. >> 어, 근데 보통 우리가 엔트로피라고 하는 말을 할 때 아까 무질서라고 하는 개념하고 >> 그렇지 퍼지는 거 >> 많이 연결시키잖아요. 근데 방금 설명해 주신 사례에서는 >> 질서에 대한 이야기가 전혀 없었잖아요. >> 저는 꽤 이게 중요한 포인트라고 생각하는데요. 물리학자들은 엔트로피를 무질서의 정도로 생각하는 것을 조금 반대하거든요. 반대. 아, 그래요?

3:53 근데 왜 무질서 무질서 얘기를 많이 하셨지? 저희도 무질서라 그러는데. >> 그게 이해하기가 쉬워서 그래. 한번 제가 예를 들어 볼게요. 예. 제가 아는 주변분 중에는 >> 집에 책장에 책을 꽂을 때 독특하게도 빨주노초 파안보로 꽂는 분이세요. >> 제가 제가 그렇게요. >> 아 진짜로 그죠? >> 책을 까만색 하얀색 빨간숲하는 책 >> 취향이지 취향 >> 저는 색깔별로 안 하고 주제별로 하거든요. 그럼 장홍제 교수님 제 책장을 무질서하다고 해요. >> 아 엉망진 창이죠.이 >> 사람이 보는 입장에서는요. 저는 장홍제교수님의 책장을 보면서 무질서하다고 하겠죠. 서 무질서을 물리학자들이 가능하면 사용하지 않으려고 하는 이유가 무질서가 누가 보느냐에 따라 관점에 따라 달라진다는 >> 사실 이렇게 엔트로피가 무질서가 증가하는 거다라고 얘기를 해 버리면은

4:40 좋은 의미는 아니잖아요. 그래서 엔트로피가 증가하는게 되게 나쁜 의미로 보여지는 경우가 많아요. >> 이게 최근에 그렇게 물리 쪽에서 바뀐 거예요. 저도 배울 때 옛날 책은 왠지 물리책도 무질서도란 단어가 써 있었는데 >> 그게 대중 과학 책들은 사람들에게 설명을 쉽게 하기 위해서 무질서라는 개념을 쓰긴 하는데요. 물리학자들이 사용하는 교과서에 있는 그런 >> 그 엔트로피의 정확한 정의에서는 무질서란 얘기는 쓰지 않아요. >> 아, 그래요? 아까 그냥 그 개가 뭐보다 엔트로피가 더 큰 상태거든요. 그 얘기를 할 때 무질설한 개념이 필요 없어요. >> 그렇다면은 제가 그 모임에서 저기 커피를 마시면서 이제 엔트로피를 얘기를 하고 누군가한테는 무질서를 얘기를 했는데 그거는 제가 엔트로피를

5:26 잘 모르는 사람이었구나라는 이런 얘기. 예. >> 근데 이제 그냥 뭐 자연스럽게 일어나는 일을 >> 예. 엔트로피라는 개념까지 만들어 가지고 설명을 하려고 하는 건지 궁금하게 해. 어차피 그냥 일어날 일은 일어날 일인데 엔트로피라는 이야기가 등장한 것이 사실은 19세기고요. 19세기에 일어났던 일 중에 하나가 다들 기억하시는 산업명 >> 산업 산업혁명 >> 그러면서 산업 혁명 때 등장한 아주 뛰어난 공학적인 산물이 바로 증기 기관이라는 거죠. 그렇게 증기 기관을 포함한 이런 것들을 일반적으로 열 기관이라고 하는데요. 열 기관이 하는 일들은 다 열이라는 에너지를 이용을 해서 그걸의 형태로 바꾸는 거예요. 그러니까 열을

6:13 1로 바꾸는 그런 열 기관이 등장하게 되면서 사람들이 이제 관심이 계속 가기 시작했던 거예요. 열 기관이 가질 수 있는 최대 효율은 어떻게 정해지는 겁니다. 열부터 시작이 됐구나. >> 근데 재밌는 건 당시엔 열이 어떤 건지 잘 몰랐다는 거예요. >> 음. 당시에는 전달되는 형태로 보지 않고요. 어떤 물질의 하나라고 생각했던 적이 있습니다. >> 사실 우리가 손을 대보면 어떤 건 뜨겁고 어떤 건 차갑잖아요. 이건 우리가 주관적인 느낌일 뿐이에요. >> 뜨거운 것과 차가운 것이 물질 자체가 도대체 무엇이 달라서 우리가 느끼는 감각을 만들어 내는지는 사실 이해하는게 쉽지 않았어요. >> 음. 그 이것 관련해서는 이제 우리가 화학의 아버지라 불렀던 라부하지가 라플라스라는이 수학자겸 과학자와 함께

7:00 연구를 해서 열이라는 것을 측정한데 성공을 했어요. 근데 >> 열도 마찬가지로 많으면 뜨겁고 적으면 차거운 거다. 또 빛 같은 경우에도 많으면 밝고 어두면 어둡다. 그러니까 빛이나 열도 사실 원소의 한 종류가 아닐까? 이렇게 생각해서 처음에 만들었던 그 일종의 최초의 그 원소 표는 빛이랑 열이 들어 있었어요. >> 원소표에 열도 들어 있어요. >> 열소라고 부르면서 >> 원소라는 것처럼 열소라고. >> 네.이 열소가 많으면 뜨겁고 적으면은 차가울 것이다. >> 여기서 이제 화학자들은 이게 진짜 물질이라고 생각을 했고 또 이제 수학이나 물리학에서선 아니다. 이것은 어떤 에너지나 양일 것이다. 알갱이가 아니다. 이게 계속 충돌하다 말씀하신

7:46 것처럼이 19세기가 되면서 본격적으로 고민이 되는 거죠. 근데 이제 그냥 열이랑 에너지랑 같이 봐야 되는 거 아닌가라는 그런 생각 좀 들거든요. 네. >> 아, 이게 그 다른 분야의 분들은 이걸 명확하게 구별하진 않는데요. 통계 물리학하는 사람들은 열하고 일하고 에너지가 굉장히 큰 차이가 있다고 생각되는 점이 있어요. 예를 들어 제가 일을 할 수는 있어요. >> 근데 일을 가지고 있을 수 있나요? >> 가지고 있다. >> 일을 가질 수 없을 소유할 수 없죠. 이상하잖아요. 그래서 열은 일 같은 거예요. 열은 내가 전달할 순 있지만 열을 내가 갖고 있을 순 없어요. >> 에너지를 전달하는 과정. 그 어떤 특정한 형태가 열이고 일이지 열을 내가 가지고 있을 순 없어요. 에너지는 에너지는 갖고 있을 수

8:32 있죠. 아, 그러네요. >> 에너지를 그래서 이런 걸 조금 어려운 얘기로 에너지는 어떤 거시적인 시스템이 가지고 있는 어떤 상태를 기술하는 변수로 얘기하고요. >> 열과 일은 전달하는 거예요. >> 그 전달 변수, 상태 변수로 나누기는 해요. >> 열은 전달에 대한 거고 >> 어, 에너지는이 에너지는 내가 소유할 수 있는 그리고 언제든지 방출할 수 있는 내가 컨트롤할 수 있는 개념은 아마 우리 시청자분들이 아셨을 거예요. 예. >> 그래서 물리학에서 연력학 우리 주제가 연력학이잖아요. 연력학이 1법칙이 있어요. 연력학 1 법칙이 혹시 뭔지 아세요? 대포님 >> 연력학 1법칙이 >> 1 법칙이 있습니다. >> 그 법칙을 제가 만들지 않 >> 제가 데프코 님에게 에너지를 전달할

9:18 수 있죠. 전달은 열과 이래요. 예를 들어 제가 >> 만 원이 있어요. >> 어. 우와. 오늘 >> 드렸어요. >> 그럼 전 만 원이 생겼죠? >> 받으시려고요? >> 예. 일단 박았다. 자, 박았어요. >> 그럼 생각해 봐요. 제가 갖고 있는 에너지는 만 원이 줄었다고 생각하시고 데프콘 님이 갖고 있는 에너지는 만 원이 늘었죠. 근데 그럼에도 불구하고 >> 저와 데프코님이 갖고 있는 전체 에너지는 일정하죠. 아, 우리가 갖고 있는 거는 이게 돈의 흐름이에요. 원래 >> 이렇게 생각하면은 에너지가 보존된다는 건 사실 별게 아니고요. >> 제가 갖고 있는 걸 줄 수도 있고 아니면 대포님이 저한테 돈을 줄 수도 있잖아요. 그래서 전달은 가능하지만 전체는 일정하다라는게 에너지 >> 보존이에요. >> 그러면 에너지는 없어지지 않는 거다. 내가 주거나 받을 수는 있지만 그

10:06 전체 에너지는 분명히 >> 동일하다라는 그런 얘기죠. 아, >> 연력기법칙은 끝났습니다. >> 이게 연력하기 법칙. >> 아, 그 일법칙이 끝났대요. >> 네. >> 아니, 근데 식은 커피도 다시 뜨거워지게 할 수 있는 것도 아닐까요? 에너지는 보존되니까 >> 그죠? 그러니까 이거를 그 따뜻한 커피가 있고 따뜻한 커피를 둘러싸고기는 공기까지 합해서 전체를 생각해 봐요. >> 그럼 따뜻한 커피가 식으면서 주변에 있는 공기가 가지고 있는 에너지는 올라가겠죠. 그죠? >> 근데 아까 우리가 제가 만 원을 드릴 수도 있고 만 원을 받을 수도 있는 것처럼 따뜻한 커피가 오히려 더 뜨거워지고 >> 그죠? >> 그 주변에 그 공기에는 더 차가워지는 것도 얼마든지 에너지 보존 법칙을 위배하는 건 아니잖아요. >> 음. 가능은 하네요. 예.

10:54 그런데 변화의 방향은 에너지 보존 법칙만으로 설명하지 못한다는 거예요. 뜨거운게 쉽고 차가운게 온도가 올라가는 거는 우리가 일상적으로 보는 거지만 뜨거운게 더 뜨거워지고 >> 차가운 거 더 차가워지는 건 보지 못한다는 거예요. >> 어 그뭐 못 보죠. >> 예. 그걸 설명하는게 연력 이법칙인 엔트로피 증가의 법칙. >> 근데 못 보는 걸 설명하려고 왜 하시지? 그게 신기한 거예요. 그게 왜냐면 뜨거운 커피가 더 뜨거워질 수도 있다라는 생각을 한다라는 것과 >> 그럼 그 밖의 것들은 더 차가 더 차가워질 수도 있다라고 생각하는게 너무 웃기다는 얘기예요. >> 아, 이거 확실히 과학을 하려면 여러분 일반적인 생각을 하면 안 돼요. 진짜 돌아야 돼요. >> 아, 그게 저는 중요한 얘기라고 생각해요. 당연하다고 다들 그러는데

11:40 생각해 보면 아니, 그게 왜 당연하지? 왜 반대 과정은 왜지 않지라는 걸 질문하는 것으로부터 과학이 출발한다고 할 수 있 >> 자 그러면이 엔트로피의 개념을 이제 누가 처음으로 이제 꺼냈냐 누가 제안을 했냐 이게 이제 궁금합니다. 이게 다 아버지가 있어요. 라지에 우리 화학의 아버지 다 있잖아요. 이렇게 >> 있습니다. 그 엔트로피가 사실은 없던 단어예요. >> 아 >> 누가 엔트로피라는 단어를 신조어로 만들어 냈는데요. 이걸 만든 사람이 클라우지우스라는 과학자. 예. 뜨거운 거 더 뜨거워지고 차가운 것 작아지는 것도 가능한 거 같은데 그거는 왜 일어나지 않을까라고 생각하면서 자연스러운 변화의 과정에선 끊임없이 늘어만까지

12:27 >> 줄지 않는 어떤 양을 생각하자라는 아이디어를 떠올리고지 않는 >> 예. 이것도 연력학적인 거잖아요. 그래서 에너지랑 돌림자가 비슷했으면 좋겠어요. >> 아. 어. 에너지랑 >> 에너지에서 약간 그 개념이 시작이 됐으니까요. 멘트로피 >> 그다음에 모든 물리학의 단어들의 끝에 Y로 끝나면 되게 어떤 정량적인 거거든요. 에너지. >> 그래서 에너지처럼 이엔으로 시작하고 끝이 y로 끝났으면 좋겠어요. >> 근데 거기에 의미를 더 담고 싶어서 그리스에서 트로피라는 개념을 갖고 와요. 그게 변화라는 뜻이에요. >> 변화. >> 이름 짓는 것도 되게 고해를 했네. 보내는 거예요. >> 그래서 이제 엔트로피라는 개념을이 클라우드스가 만들어 냈는데요. >> 클라우드이스의 아이디어는 사실 간단한

13:12 거였어요. 자연스러운 변화의 과정에선 온도가 높은 쪽에서 온도가 낮은 쪽으로만 그쪽 방향으로만 열을 전달하는데 그 과정에서 줄어드는 양을 생각해 보자. 그 줄어드는 양을 엔트로피라고 부른 거고요. 그 엔트로피의 수식적인 표현은 온도분에 >> 들어온 열 에너지의 양으로 정의하면이 과정을 설명할 수 있다라고 생각한 거죠. >> 클라우디오스가 생각한 엔트로피가 어떤 건지 이제 설명을 드릴 텐데요. 그 이당 교수님 제가 손 좀 >> 줘 보세요. 네. 네. 갑자기 손을 갑자기 >> 어 저보다 좀 따뜻하시죠? 숨겨왔던 >> 아 따뜻해요? 저보다 좀 따뜻해요.

13:58 그래서 이대 교수님은 온도가 높고 저는 온도가 작잖아요. 그때 이대 교수님이 저한테 에너지를 전달하면 저는 그 에너지를 똑같이 받아요. 아까 우리가 생각한 에너지 보도 목적에서 준 것만큼 받아요. 근데 그때 클라우지수가 생각한 건 엔트로피의 변화량은 체온이 높은 쪽이 더 작다고 생각을 한 거예요. >> 체온이 높은 쪽이 더 작다. >> 예. 그래서 약간 수식을 좀 적고 싶은데요. >> 이거 질 수가 있는 겁니까? 근데 >> 엔트로피의 변화량을 클라우디우스가 온도 분의 >> 열로 적은 거예요. >> 온도분열의열. 온도분의 >> 열. 그래서 예를 들어 볼게요. >> 이대한 교수님이 >> 온도가 100이라고 할게. 아, 200이라고 할게요. >> 200. >> 예. >> 200짜리 열을 가지고 있고. >> 예. 그리고 저한테

14:44 >> 큐를 100을 줬어요. 아, >> 에너지를 열을 100을 줬어요. >> 예. 근데 줬죠, 이대 교수님은. 네. >> 그런데 저는 이걸 닫은 거예요. 준 거는 마이너스라고 할게요. >> 그렇죠. 그렇죠. 뺏겼으니까. 그다음에 저는 >> 아까 보니까 제가도 온도가 낮아요. 100이라고 할게요. >> 근데요 Q는 똑같아요. >> 플러스 100. >> 예. 왜냐면 아까 연력하 법칙 생각하면 준 것만큼 저는 늘죠. >> 100이 >> 100이에요. >> 제가 100을 줬으니까. 아까 아까 만 원. >> 아 맞아 맞아. 만 원하고 똑같으니까. 그러면 클라우지스의 아이디어는 >> 이대안 교수님의 입장에서 생각해 봐요. >> 200이라는 온도가 있었고요. >> 근데 -1을 준 거잖아요. >> 네. >> 그래서 이대 교수님은 엔트로피의 변화량이 -1이래요. >> 어, 그러네요. - 0.5밖에 안

15:30 되네요. >> 네. 저는 100이잖아요. >> 100인데 저는 받았어요. >> 받았을 땐 플러스로 적어요. >> 예. >> 플러스. >> 어. >> 그 플러스 100배. >> 그럼 저는 1이죠. >> 우와. >> 어. 음 그 똑같은 양을 이대 교수님은 엔트로피가 1로 줄고 >> 저는 엔트로피의 증가가 1이에요. >> 오 >> 그럼이 두 개를 더해 보라는 거예요. >> 음 >> 그럼 -1하고 1을 더하면 >> 1이 >> 과정여 >> 온도가 높은 사람이 저한테 에너지를 주면 그 열을 전달하면 이대 교수님과 저의 전체 엔트로피의 변화량은 + 1이 돼서 0보다 크다는 거예요. 그러니까 뜨거운 쪽이 뜨거운 쪽은 열을 조금 밀어도 >> 엔트로피가 그냥 조금 깨지는 거고

16:16 >> 이쪽은 애초에 이제 그 부족하니까 온도가 낮으니까 이쪽은 당연히 받으면은 엔트로피를 좀 많이 받는다 그렇게 보면 되는 겁니까? 그래서 온도가 높은 쪽에서 온도가 낮은 쪽으로 에너지를 전달하면 이대 교수님과 저 전체 엔트로피 늘어나요. >> 근데 거꾸로 만약에 제가 똑같은 상황에서 에너지를 주면 저는 준게 100인데 온도가 좋으니까 저는 -1이에요. >> 그렇죠? 그러니까 저는 -1이 되고요. 이대 교수님 온도는 200인데 >> 받은게 100이잖아요. 그 이때는 이대 교수님은 1이 들어요. >> 근데 이때는 마이너스 저는 엔트로피가 줄어든게 -1 이대학교는 늘어난 엔트로피가 1이라서 전체를 더하면 -1로 음수죠. 그렇죠. 이게 무슨

17:02 >> 온도가 높은 쪽에서 온도가 낮은 쪽으로 열이 전달될 때는 전체 엔트로피가 늘어 아 주로 늘어나고 >> 거꾸로 온도가 낮은 >> 온도가 낮은 쪽에서 온도가 높은 쪽으로 열을 전달하면 그럼 전체 엔트로피는 줄어들어요. >> 그러면 영도 영도의 물이 있어요. >> 흠 >> 그 여기 영화의 온도가 있고 그럼 이것도 엎퍼트리면 영화 쪽으로 흐를까요? >> 아 그거 굉장히 중요한 얘기 궁금하네. 또 >> 엔트로피를 정의할 때 온도 분의 열로 정의했잖아요. 근데이 온도가 절대 온도예요. 섭시 온도는 아니고요. >> 그래서 이거 항상 플러스예요. >> 항상 플러스. >> 야, >> 그게 클라우지우스가 그럼 엔트로피라 건 항상 증가하는 거다라는 거에 기준을 세워 놓고 그걸 설명하려고 만들어 놓은 거죠. 맞아요. 정확히

17:47 그거예요. >> 그러니까 이렇게 정의를 함으로 인해서 결국은 온도가 뜨거운 물체에서 온도가 낮은 물체로 열이 가는 패턴을 뭔가이 값이 증가하는 방향의 변화라고 정의를 할 수 있게 되잖아요. >> 우리 교수님이 예전에 시간도 >> 어 그 흐른다라는 얘기했다. 시간을 되돌릴 수가 없다. >> 엔트로피 계속 시간이 흐를 때마다 엔트로피는 계속 증가한다. >> 예. 엔트로 증가하니까 항상 0보다 크게 되잖아요. >> 그래서이 걸 보면서 우리가 시간이 미래로 흐른다고 생각한다. >> 그 시간에 화살이 가르키는 방향은 엔트로피가 증가하는 방향과 같은 방향이다라는 이야기 >> 시간의 화살이 가르키는 방향은 엔트로피가 증가하는 >> 증가하는 방향 >> 예전에는 이제 그 제가 좀 어 그때

18:33 이해하는데 조금 힘들었는데 오늘 다 얘기하면서 이제 느끼는게 결국에 모든게 다 엔트로피로 지금 연결이 되고 있어요. 그러면 이제 우리 클라우지스 클라우지스는 >> 엔트로피가 증가하는 이유를 >> 뭐라고 본 겁니까? >> 자연스러운 변화의 과정에서 늘어나는 양을 생각해 보자 정도예요. 사실은. >> 음. 아, 늘어나는 양을 그냥 생각해 보자. >> 그래서 증명했다고 하시기는 좀 어려워요. >> 증명은 아니고. 클라우지우스는 정말 자기가 만든 증가하는 양을 설정을 하긴 했는데 이게 왜 그런지는 모 몰랐던 거네요. >> 아마 클라우듀이스는 그 진정한 의미를 궁금해하진 않았을 것 같아요. >> 그 그 당시만 해도 19세기에서의 물리학은 거시적인 어떤 연력학정의 양들 사이에 관계에만 관심이 있었지 그 거시적인 양이 도대체 어떻게

19:19 드러나게 되고 만들어지는지에 대해서는 그렇게 큰 고민을 하진 않았어요. >> 음. 그러면 이제이 엔트로피가 왜 증가하는지를 연구한 본격적인 그 누군가가 또 있을 거예요. >> 예. 그게 바로 볼지만이라는 >> 볼지만 >> 아 볼지만 선생님이요? >> 볼지만을 그 통계 물리학자들은 통계 물리학의 아버지라고 생각해요. >> 통계 물리학을 만든 사람. >> 예. 네가 초반에 통역은 가장는 원자 수준에서 출발하잖아요. 그래서 클라우스의 엔트로피의 미시적인 근거를 처음 이론적으로 생각해낸 사람. >> 아 >> 그 저 같은 한국의 통계 물리학자는 볼지만 자손이라고 생각하고 >> 어 그래요? 음. >> 사실 모두가 그런 거 아니에요?

20:06 >> 어 라보아지의 지키 자손인가요? >> 라보아지의 몇대 손이죠? >> 10대 11대 될 거예요. 그 >> 이쪽은 벌추만에 몇대 손입니까? 저는 6대 손인데 아 >> 이렇게 알고 계시네요. >> 이게 딱 알아요 >> 어떻게 이어졌는지를 >> 쯤만의 학생 중에 엘렌패스트가 있었고요. >> 렌패스트에서 박사하기를 받은 사람이 울렘백이에요. >> 울렘백 >> 울렘백은 이제 미국 미시간 대학에 있다가 한국인 학생을 받아요. >> 오 >> 그분이 >> 작고하신 조순 교수님. 조순 교수님이 이구철 교수님을 가르치시고 >> 네네. 이구철 교수님이 최무영 교수님을 다 >> 아는군요. 예예. >> 최무현 교수님의 제자가 저거든요. >> 아 >> 거의 짓게네요. >> 블라인 저도 뿌리를 찾아봐야겠는데요.

20:51 >> 뿌리 어디까? 블랙커라니까. >> 어 아니 근데 이제 둘 다 엔트로피 이야기를 했어요. 근데 희한한게 클라우지스는 연력학이에요. >> 맞아요. >> 볼추만은 지금 통계 물약이란 말이에요. 이게 왜 다를까요? 뭐가 달라요? 이거 클라우의 엔트로피를 보면 뭐 온도열 같은 거시적인 것들밖에 없잖아요. 그래서 이거는 미시적인 정보가 없는 정의고요. 볼지만은 이제 입자로부터 출발하는 거예요. >> 원자 분자로부터 출발해서 클라우듀스 엔트로피를 입자의 수준에서부터 어떻게 설명하면 되는지를 찾아낸 그 아주 유명한 위대한 사람인 거죠. 당시에 그 기체 분자 운동론이라는 이론이 만들어지기 시작할 때요. >> 압력. 압력은 아까 우리 본 것처럼 거시적인 거잖아요. 압력을 기체 분자의 운동으로 설명하는 이론들이

21:38 나오기 시작해요. >> 압력을. >> 예. 그래서 압력이라는게 그냥 돌아다니는 입자가 더 자주 더 큰 속도로 때리면 그게 압력이 커지는 거죠. >> 그런 그 부분을 잘 알고 있던 볼지만이 엔트로피도 이런 미시적인 입자의 수준에서부터 설명해야 한다라고 생각하게 된 거죠. >> 음. 아니, 근데 분자들이 이렇게 막 움직인다는데 이게 왜 엔트로피 증가로 이어지죠? 음. >> 아까 우리 클라우스 엔트로피 얘기할 때 자연스러운 변화의 과정에선 엔트로피가 늘어난다라는 얘기를 했잖아요. 근데 볼 고민을 한 거예요. 뜨거운 데서 차가운 쪽으로 열이 전달되는 것도 자연스러운 변화의 방향인데 생각해 보니까 더 있는 거예요. 예를 들어 >> 예를 들어 어떤 거냐면 지금 우리가 여기 앉아 있는이이 기차 칸이 있는데요 칸을 나눠서 장홍제 교수님

22:27 뒤쪽에 >> 모든 기체 분자가 있었다고 생각해 봐요. >> 그다음에 여기 칸바이를 치웠어요. >> 예. 그럼 기체분자가 확산돼서까지 퍼져가잖아요. >> 그런데 그 거꾸로는 안 된다는 거예요. 그 몰려 있던 기체 분자는 확산되는 거는 자연스러운데 확산되어 있던게 자연스럽게 그 한쪽으로 몰려가는 거 못 본다는 >> 거. 이렇게 퍼져 있는 것들이 갑자기 공간을 열었다고 해서 그쪽으로 뭐 가지 않 그것도 생각해 보면 자연스러운 변화의 과정이 한쪽만 있다는 거예요. >> 그렇죠. 그래서 볼지만의 아이디어가 바로 이거였어요. 그럼이 >> 과정에서도 >> 엔트로피가 증가하는 거 아니야? >> 오라는 생각을 하게 >> 열만 보던 걸 벗어난 거네요. >> 그래서 볼지만이 차가한게 사실 아까 우리가 얘기했던 그냥 그거예요.

23:13 윤놀이에요. >> 어이 뭐예요? 확률이요? 예. 한번 생각해 봐요.이 방 전체에 예를 들어 100개의 분자가 있었다고 생각할게요. >> 100개의 분자 중에 저쪽을 왼쪽 우리가 있는 쪽을 오른쪽이라고 할게요. >> 왼쪽 오른쪽 LR >> 예. LR >> 그럼 100개 모두가 왼쪽에 다 있을 수도 있죠. >> 네. >> 그건 가능한 경우의 수가 한 개밖에 없죠. >> 그런데 저쪽에 50개 이쪽에 50개 있는 건 >> LLr로 되든 LR LR로 되든 엄청나게 다양한 경우가 가능하죠. L과 R이 똑같이 50개 있을 수 있는 건 100개 중에 어떤 50개를 고르는지에 가질수가 무진장 많잖아요. 그건의 숫자가 엄청 크다는 거예요. 그래서 볼지만이 생각한게 첨관 L만 다 있던 기체 분자들이 L과 R이 똑같은 숫자로 변하는게 기체 분자의

23:59 확산이라고 생각한 거죠. >> 아, 그럼 그게 엔트로피 증가한다. >> 아, >> 근데 그게 >> 근데 그게 확률이 더 커 클 수밖에 없는 거예요. 경우의 숫자가 오랑 많으니까. 음. >> 그 이거 한번 생각해 보세요. 제가 주머니 안에 >> 동전을 앞면과 뒷면이 있는 동전을 가득예요. 그 처음에는 다 모든 동전 100개가 다 윗면을 보이는 상태에 주머니에 제가 잘 얌전이 나왔어요. 그다음 그걸 막 흔든다고 생각해 봐요. 막 흔들어요. 그다음에 주머니를 열어 봐요. 그럼 제가 처음 모든 동전이 앞면을 그 보이는 동전을 보겠어요? 아니면 앞면 두면이 거의 비슷한 숫자가 있는 걸 보겠어요? >> 섞여 있는 걸 보겠 >> 섞여 있는 걸 보게 돼. 그 이유가 섞여 있을 확률이 >> 높으니까 >> 가만히 앞면을 유지하는 것보다 지금 큰 거잖아요. >> 어, >> 이게 막상 이해하고 나면 진짜

24:45 아무것도 아니에요. >> 엔트로피가 증가한다는 건 확률이 큰 사건은 시간이 지나면서 우리가 그걸 볼 수밖에 없다는 걸 뜻할 뿐이에요. >> 근데 완벽하게 앞이든 뒤든 싹 다 그런 확률이 없을까요? 있을까? 그게 얼마나 확률이 작은지 생각해 볼 수 있거든요. 동전 하나당 앞면에서 두 가지가 있죠. >> 동전이 100개예요. 가능한 모든 경우의 숫자는 2 * 2 * 2 *를 100분하면 돼요. >> 확률이 2의 100승분의 1이에요. >> 불가능하지 않아요. >> 불가능하진 않는데 진짜 어려운 거 >> 해보세요. 대나게. 방금 그 기차 얘기도 한번 생각을 해 보면 너무 당연 당연하게 보이지만 >> 몇 가지 것들이 전제가 돼 있는 거

25:31 같아요. 그러니까 입자들의 속도를 가지고 있어야 되고 시간이 흘러야지만 엔트로피가 변화하는 거잖아요. >> 그런 그런게 굉장히 간단하지 않은 개념 같다 느낌. 그게 이것도 사실 가정이 있어요.이 가정을 통계 물리학에서 섞임 성질이라는 가정이라고 부르는데요. 지금 말씀하신게 정확히 맞아요. 어쨌든 시간이 지나면 얘들이 다 뒤쪽박죽 움직인다고 가정하는 거예요. 한참 기다렸다가 눈을 뜨고 보면 얘는 왼쪽에 애을 확률과 오른쪽에을 확률이 같아지는 상태로 간다라고 가정하는 거예요. >> 음. 그 >> 이건 가정이에요. 이걸 만족할 때만 사실 엔트로피 증가의 법칙이 엄밀하게 맞아요. >> 많은 분들 궁금하실 것 같은데 항상 증가하는 건지 그 반대는 절대 안 일어나냐? 얼마든지 일어나요. >> 아, 얘기해 주세요. >> 이게 여기에 기체 분자가 100개가 있다고

26:16 생각하면 100개가 다 왼쪽에 있는 거는 보 거의 비슷한 숫자가 있는 거는 봐요. >> 그런데 여기에 입자가 두 개가 있다고 보세요. 근데 엔트로피를 생각하면 두 개가 저쪽에 있고 여긴 하나도 없는게 얼마든지 일어낼 수 있잖아요. >> 음. 그렇죠. >> 두 개가 다 저쪽에 있는 상황 얼마든지 볼 수 있죠. >> 그렇죠. 저기 하나 여기 하나가 있는게 가질수는 높긴 해요. >> 네. >> 근데 확률 차이가 얼마 안 나요. 음. >> 그래서 엔트로피 증가의 법칙이 명확히 성립하기 위한 첫 번째 조건은 >> 입자가 많아야 돼. >> 많아야. >> 많아야 돼. 많아야 되는구나. 그래서 엔트로피 증가의 법칙은 통계적인

27:02 법칙이에요. >> 이게 하나하나에 대한 얘기가 아니라 입자의 숫자가 충분히 많을 때만 통계적으로만 정립해요. >> 그렇죠. 그렇죠. >> 그다음에 또 하나 조건이 또 있어요. 얘가 아까 우리 제가 동전을 놓고만 흔드는 얘기를 생 말씀드렸잖아요. 근데 상상해 보세요.이 주머니 안에 무슨 요정이 있다고 생각해 볼 거예요. >> 제가 막 흔드는데 어쩌다가 그중에 동전이 앞면이었다는 거 뒷면으로 될 때마다 요정이 그걸 다시 앞면으로 바꿔. >> 어. 어.라고 라고 상상을 해보자는 거예요. >> 그럼 제가 아무리 흔들어도 엔트로피가 늘어나지 않고 처음 상태로 계속 유지되잖아. >> 아, >> 그래서 조건이 필요해요. 그런 요정 없다. >> 어, >> 계속 되돌르는 그런 애가 없다. >> 그거를 조금 더 어려운 이야기로 엔트로피 증가의 법칙이 명확히 성립하려면 여기가 고립계여야 한다라고

27:48 얘기해야 고립 완전히 고립돼 있어서 누가 그거 와서 막 흐트어 놓으면 안 된다. >> 어. 아, >> 중간에 개입자가 없어야 된다. 개입하는 >> 고립 맞아요. 고립게 여야 한다. 그다음에 입자의 숫자가 충분히 많아야 한다. 거기에 덧붙여서 아까 얘기한 섞임 정리를 사실 요구하긴 해요. 그걸 다 만족하면 엔트로핀 늘어난다라는 거죠. >> 음. >> 그걸 만족하지 못하게 하면 줄어든 수도 있다는 거잖아요. 그러면 >> 우리가 항상 절대 안 된다 했던 시간 여행도 고립계를 풀고 뭔가를 하면 가능한 수도 있. 그 좋은 개념인데요. >> 아 시간여행 >> 엔트로피 증가하고 시간의 화살이 같은 의미다라고 생각하면 맞아요. >> 4월 아닐 수도 있는 거예요. >> 아닐 수도 있다면 그러면 엔트로피가 감소한다고 해서 시간이 과연 과거로 가는 걸까라고 물을 수 있게 되거든요. >> 그건 아직 모르는 거예요.

28:34 >> 그건 아직 모르는데 아마도 아닐 거라고요. >> 음. >> 그다음에 이제 볼지만이 >> 아주 >> 의미 있는 수식을 제공해요. >> 뭐 수식을 봐야죠. 예. 이게 볼즈만의 엔트로피 식인데요. 이게 어떤 상수고요. 여기에 로그가 있고요. 그다음에 W.요 >> W가 앞에서 우리가 봤던 그냥 그 경우의 수예요. >> 경우의 수. >> 예. 그냥 경우의 수에다가 로그를 하면 그게 엔트로피 비례한다. 그 비례 상수를 자기가 KB라고 부르겠다. 자기 이름단. 그래서 이게 그게 그거예요. >> 근데 엔트로피를 왜 S로 표현을 했나요? 이게 사실은 그 우연이에요. 명확히 왜 S로 했는지 잘 몰라요. >> 그래요. >> 예. 제가 알기로 그래요. >> 2로 해야 되는 거 아니야? 에너지가 에너지가 있으니까 >> 너무 강력하게 자리 잡고 있어.

29:20 에너지가 너무 강력하네.을 >> 누가 갖다 썼으니까. >> 아 근데 브레스가 왜 >> 이게 독일어로 어떤 정리라는 뜻이 있기도 하대요. 자츠라는 단어가 있긴 한데요. 그래서 여기를여 여기서 온 S가 아닐까? >> 클라우디우스가 정한 거예요. 그러면 >> 아 클라우듀우스부터 S를 썼어요. 네. 네. 근데이 로그 있잖아요. 로그. 저 로그는 왜 나오는 겁니까? >> 자, 볼지만의 아이디어가 뭔지 생각해 보세요. 엔트로피는 >> 네. >> W의 >> 경우의 수의 증가 함수예요. W가 크면 그럼 엔트로피가 큰 사건이죠. >> 이거는 대학교 거 제 공부용이다. >> 고등학교 >> 고등학교요. >> 이거는 >> W를 생각해 보세요. W는 곱셈이 돼요. 왜? 아, >> 주사위 던지면 뭐 1부터 6까지 여섯

30:06 가지. >> 응. >> 동전을 던지면 앞대 두 가지. 가능한 경우라면 12가지거든요. 근데 엔트로피는 덧셈이에요. 로그 함수가 곱셈을 덧셈으로 바꿔 주거든요. 볼지만 이걸 유도한 거지. >> 아. 음. 이게 왜 그 통계 물리학자들 이식을 보면 이렇게 흥분하는지도 보여 드릴게요. W는 >> 지금 되게 흥분하신게 느껴져요. 옆에서 옆에서 >> W는 그냥 숫자 세는 거예요. >> 맞잖아요. >> S는 연력학의 의미가 있어요. >> 음. >> 그 숫자만 샜는데 연력학을 할 수 있다는 거야. >> 어 이거 다시 누가 나한테 설명해 줘야 돼요. >> 예. 통계 물리학자들이 제가 아까 통계 물약에 엔트로피로 출발하면 끝이라고

30:52 했잖아요. 통계 물리학은 그냥 이걸 계산해요. 이 >> 도대체 W가 경우의 수라고 하면 >> 그게 뭐가 되는 건지 >> 그 통계 물약에선 에너지가 주어져 있을 때 >> 그 에너지는 이제 입자가 여러 개가 있으면 에너지가 얼마다라는 것도 거시적인 정보죠. 음 마라는 정보가 주어져 있을 때 W가 몇 개가 되는지 세요. >> 아 >> 그러면 얘가 엔트로피가 에너지의 함수로 적히거든요. 그럼 이걸 알면 끝이야. 그 에너지의 상태를 알 수가 있는 거죠. 경우의 수만 세면은 그 공간 안에 있는 에너지의 상태를 알 수가 있는 거. 아,이 W 경호수를 이렇게 셋 연력학적으로 설명도 할 수 있다라는 >> 아, 제가이 식을 진짜 좋아하는 게

31:37 >> 여러 가지 의미예요. 이거는 젝 수 있는 양, 이거는 질 수 없는 양. >> 게다가 이건 미시적인 양이에요. >> 이거는 거시적인 양이에요. 그니까 미시하고 거시를 연결하는식이 될 수도 있고요. 그래서이 식이 >> 그 볼지만 묘비에 있는 식이에요. >> 아, >> 묘 묘비 상단에 딱 이렇게 한 줄 겁나 멋있게 적혀 있어. 아 그 볼주만 공식 S는 K로그 W가요. 예. 예. >> 세상은 왜 그 편에서 우리가 했던 얘기가 이제 세상이 복잡한게 엔트로피 때문이라고 그랬던 거 기억하시죠? >> 근데 이제 왜 자연은 약간 좀 질서 정연하게 보일까? 우리 인간들이 건들지만 않으면 >> 되게 질서 정연하게 보이잖아요. 왜 그럴까요? 그 많은 분들이 오해하는게

32:24 자연에서 우리가 질서를 볼 수 있고 엔트로피가 증가하지 않는 것처럼 보일 때가 있어요. 항상 염두해 두셔야 될게 엔트로피가 증가할 때 요구하는 그 조건 중에 하나가 고립기예요. 그래서 우리가 보는 생명 뭐 나무 뭐 제 손톱이 잘하는 거 이런 건 고립계가 아니잖아요. 그 외부랑 연결되어서 외부로부터 에너지도 흡수하고 정보도 받아들이고 하는 특히 생명 같은 것들은 엔트로피가 일방향으로 늘어날 아무런 이유가 없죠. 아 >> 엔피 증가 모수는 아라는게 물리학자들이 할 수 있는 최대의 답이고요. 어떻게 이런게 가능할까를 물리학자들은 경의롭게 생각합니다. >> 저는 생명에 대해 좀 부정적이긴 해요. >> 오히려 생명이 이렇게 우리가 낮은 엔트로피로 뭔가 만들어져 있다는 건

33:10 어딘가 더 큰 고립계로 본다면 그쪽에서는 늘어나고 있기 때문에 전체적으로 늘어나잖아요. 전 생명은 일종의 우주라는 시스템의 에러였고 유지하고 존재하는 것만으로 어딘가를 파괴하고 있다라고 보고 있어서 >> 그게 경의로운 일이긴 한데 이게 그렇게 자연스러운 걸까라는 >> 그런 생각을 많이 많이 했어요. 아니 근데 이제 엔트로피가 계속 증가하면 예 >> 우주에 어떤 영향을 끼치게 될까요? 우리가 뭔가를 하려면은 이렇게 에너지의 차이라든지 뭐 늘 차이가 필요하잖아요. 물이 위에서 아래로 흐른다라고 하든지 아니면 온도가 높은 데서 낮은 대로 흐른다라고 하든지 근데이 차이가 없이 엔트로피가 커지면은 모든게 평형이 된다라는 소리잖아요. 그럼 그 말은 뭐냐면은

33:56 우주가 쓸 수 있는 에너지가 작아진다라는 소리예요. >> 음. >> 첫문학에서는 이거를 열주음이라고 해요. >> 열주음. 많은 사람들이 열주음하니까 이게 막 열이 막 가득 차 가지고 그렇게 우해요. >> 폭발을 하거나 아니면은 진짜 쪄 죽거나 뜨거워져서 죽는 거라고 생각을 하는데 >> 아 맞아요. 차갑게 어 아무것도 일을 하지 않아서 >> 아무런 움직임도 없는 >> 아무런 움직임도 없는 그런 상황을 우리는 우주의 열주음이라고 부르죠. 그러니까 법 이런 법칙 하나 볼치만의 법칙 하나가 작은 원자부터이 어마어마하게 넓고 과활한 우주까지 >> 다 통한다라고 보면 될 거 같은데 >> 아니 근데이 엔트로피가 증가한다는

34:44 법칙 있잖아요. 이게 >> 진짜 절대적인 거라고 생각해야 됩니까? 그 볼치만한테 딴 직원 사람 없어요? 볼지만의 아이디어는 가만히 내버려 두면 아무런 에너지 손실이 없고 아무런 그 방해가 없으면 엔트로피는 늘 늘어난다라는게 볼지만의 주장인데요. 그 맥스웰이라는 물리학자가 아주 흥미로운 사고 실험을 제 >> 맥스웰이요? 맥스웰의 도깨비라고 불리는 사고 실험이에요. 실제 그런 존재가 있다는 건 아니고요. 예를 들어 어떤 거냐면 예를 들어 지금 여기 우리 기착한에 또 가운데 어떤 그 벽이 있다고 생각해요. 그리고 제가 아주 희한한 존재여서 저는 그 벽에서 문을 열었다 닫았다 할 수 있어요. 근데 제가 하는 일은 >> 저쪽에서 우리가 있는 쪽으로 이렇게 보니까

35:29 >> 빠른 애가 와요. 기체 분자가 빠른 애가. >> 그럼 살짝 문을 열어서 이쪽으로 보내 줘. 어 >> 근데 저쪽에서 오는 분자를 가만히 보니까 느려요. >> 그럼 문을 닫아서 얘를 다시 저쪽으로 >> 돌려보내요. >> 예. >> 그리 거꾸로 이쪽에서는 내가 버부 있다가 이쪽에서 빠른 애가 오면은 돌려 보내고 >> 느린 애가 오면 문을 열어서 저쪽으로 보내줘요. >> 잠깐 그럼 나누는 거 아니에요. 느린 애는 이쪽 빠르는 이쪽. >> 그렇죠. 그런데 제가 문을 열고 닫을 때 저는 사실 입자에 아무런 에너지를 투입하지 않거든요. >> 판단만 하는 거죠. >> 예. 판단만 했어요. 그런데도 나중에는 이쪽은 빠른 애만 있고 저쪽은 느린 애만 있으니까 최종 상태를 보면 엔트로피가 감소했죠. 아, >> 그래서 이게 가능하지 않을까라고이 맥스웰이라는 사람이 사고 실험을 제한해요. >> 그래서 이게 그 엔트로피 증가의

36:15 법칙에 대한 굉장히 심각한 공격으로 여겨지다가 이제 현대 물리학의 발전이 되는 과정에서이 도깨비조차도 정보를 파악할 때 >> 도깨비를 포함한 전체 엔트로피는 드러난다라는 걸 보이게 돼요. >> 왜냐면 도깨비가 설치니까. 아니 도깨비가 어이 설치는데 엔트로피가 늘어나야지 이거를 안 늘어난다고 생각하면 안 된다.이 >> 백설의 도깨비에서 그 통계 물리학자들이 배운 놀라운 교훈이 정보를 알아내는 거 자체 빠르고 느리고 그거 자체가이 전체 엔트로피를 늘리거나 줄이는데 영향을 준다는 거예요. >> 도깨비를 동원을 해 가지고 엔트로피를 뭐 그 뭐랄까 이제 그 양해 >> 맞출 수 있다. 낮출 수 있다라고 생각했는데 >> 그건 아니라 >> 안 됐다라는 거죠. 그 맥셀도

37:01 대단하신 분인데이 부분에 있어서는 그분도 볼추만에 제대로 대작할 순 없다.이 정도면 볼추만 같은 경우는 그럼 과학계 어마어마한 슈퍼스타 아닌가요? >> 지금은 모든 통계 물리학자들이 우리 아빠라고 생각하는데 근데 당시에는 굉장히 공격을 많이 받아서 많이 힘들어 했던 걸 잘 알려져 있어요. >> 공격받았어요. >> 예. 그때는 원자라는 걸 본 사람이 아무도 없잖아요. 근데 본주만이 미시적인 입자에서부터 출발해서 이런 걸 설명해 한다라고 주장하는 거예요. >> 그랬더니 사람들이 네가 봤어? 이렇게 되는 거 >> 안 본 거 얘기하지 마라고. >> 그때이 분을 공격했던 논리실중주의 과학자 중에 유명한 사람이 에른스트 마흐라는 과학자이자 과학 철학자가 있었는데요. >> 공격했어. 그분이 대표적으로 공격한

37:46 사람입니까? >> 네. 이분이 갖고 있는 논리실중주의 철학의 그 근거는 어떤 거냐면 우리가 측정할 수 있고 감각할 수 있는 것들만이 과학의 대상이 되어야 한다. >> 아 증명 한 산 것들만 얘기하자. 팩트만 얘기하자. >> 아 보세요. 엔트로피는 측정할 수 있어요. 아까 클라우제스 엔트로피 그 그 화학자도 측정할 거예요. 그죠? 저희도 >> 근데 W 측정할 수 있는지 생각해요. >> 경우의 수수를 어떻게 측정을 >> 해? 음. >> 그래서 이식만 갖고도 마은 엄청나게 불만이 많았어요. >> 아 판타지다. 과학 >> 측정하 그죠. 측정할 수 없는 걸 갖고 어떻게 과학을 만드냐? >> 그래서 볼만이 살았을 때만 해도 원자가 실제로 존재한다는 아무런 증거가 사실 없었을 때거든요. 근데 볼지만은 원자의 기반해서 자기의 통계혁을 만든 거고요.

38:32 >> 원자랑 경우의수 가지고 엄청나게 공격을 했군요. 당층 사입이다.이 에렌스트 마흐 같은 경우에는 되게 유명해. 모든 사람들이 알잖아요. 마하 1 >> 마하 1 >> 마하 2 그 사람 이름이에요. >> 그 마 2의 속도로 괴롭힌 거 아니야? 볼치마. >> 어. >> 그러다가 안타깝게도 그 볼지만이 1906년에 >> 그 이태리 북부에 >> 그 트레스트 위에 있는 거기 휴양지에서 자살을 하겠. 아이, 참 이거 말도 안 된다. >> 근데 이게 조금 안타까운게 1905년에 아인슈타인이 유명한 논문을네 편을 쓰는데 >> 쓴 논문 중에 한 편이 >> 하나가 뭐예요? >> 예. 원자의 존재를 사람들에게 거의 확진시킬 수 있는 연구를 발표해요. >> 아, 1905년에 아인슈타라운 운동 >> 그 본추만이 죽기 전에 >> 전에

39:17 >> 아인슈타인이 원자의 존재를 >> 밝혀냈네요. 그 >> 예. 그런데 볼지마는 그 이야기들을 잘 몰랐던 거. 이거 못 봤어요. >> 못던 >> 못 봤던 거 같아요. >> 라운 운동이라고 하면 >> 제가 봤을 때는 너무나 공격을 많이 당하니까 정적으로 힘들고 아예 그냥 이런 과학이라든가 이런 거에 아예 손을 놓고 있다 보니까 최신 이런 뉴스 같은 거를 >> 접하지 못했던 거 같아요. 이런 걸 보면 다시 한번 느끼지만 이분 죽고 난 다음에 이제 묘비에 막 세개 지고하잖아. 무슨 의미가 있어요? 살아 있을 때 더 관갈거려야 돼. 살아 있을 때 더 뒤져야 돼요. 더 짓고 더 싸우고 해야 돼요.

40:02 >> 100년이 지난 오늘의이 골치만의 엔트로피는 어떻게 평가되고 있습니까? 이게 말씀드린 것처럼 그 그 통계 물리학을 만든시기 통계 물리학은 그냥 거짓말이 아니라 이거로 시작해서 이거로 끝이에요. 엔트로피 증가의 법칙은 그냥 확률이 큰 사건은 우리가 관찰할 수밖에 없다는 것뿐이어서 이게 틀릴 수가 없어요. 제 입장에서 일종의 메타 법칙이거든요. 그래서 어떤 이론이 바뀌더라도 엔트로피 증가의 법칙을 위배할 수 없는 이론의 이론 같은 입장이어서 엔트로피 증가의 법칙에 어긋난 그런 실험 결과가 관찰되는 미래를 저는 상상 조차하기 어려워요. >> 절대적인 어떤 그런 그 엄청난 그 업적을 올리신 건데이 살아 있을 때에는 참 힘드셨는데 과학이 결국에는

40:48 볼치마을 증명해 줬어요. 예.

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