Entropie zwischen Mikro- und Makroebene
Unter Energie kann sich jedermann etwas vorstellen, unter dem noch wichtigeren Begriff Entropie jedoch die wenigsten. Dabei spielt Entropie in der allgemeinen Physik, der Informationstheorie und der Biologie eine entscheidende Rolle. Und: Es gibt Gründe, weshalb der Begriff so schwierig zu verstehen ist. Das hat vor allem damit zu tun, dass Entropie physikalisch und informationstheoretisch als Abstand zwischen der Mikro- und Makroebene eines untersuchten Objekts definiert ist.
Informationsreduktion 7: Mikro- und Makrozustand
Beispiele von Informationsreduktion In den bisherigen Texten haben wir Beispiele von Informationsreduktion in folgenden Gebieten angesehen: Kodierung / Klassifizierung Sinneswahrnehmung Fallpauschalen Meinungsbildung Wärmelehre Was ist gemeinsam? Mikro- und Makrozustand Allen diesen Beispielen ist gemeinsam, dass wir bezüglich Informationen zwei Zustände haben, einen Mikrozustand mit vielen Details und einen Makrozustand mit wesentlich weniger Information. Sehr anschaulich und den meisten noch aus der Schule bekannt, ist das Verhältnis der beiden Ebenen in der Wärmelehre. Beide Zustände existieren gleichzeitig. Sie betreffen weniger das betrachtete Objekt, als vielmehr die Sichtweise des Betrachters. Will er viel wissen? Oder weniger? Oder gar nur die Essenz, beziehungsweise
Informationsreduktion 6: Das Wasserglas, revisited
Ist das Physik? In meinem Beitrag Informationsreduktion 5: Das klassische Wasserglas habe ich als Beispiel für die Informationsreduktion das Wasserglas erwähnt. Dort reduziert sich die komplexe und detailreiche Information über die Bewegungsenergie der Wassermoleküle (Mikroebene) zur simplen Information über die Temperatur des Wassers. Ein Physiker könnte dieses Beispiel natürlich kritisieren. Zu Recht, denn das Wasserglas ist viel komplizierter. Die Berechnungen von Boltzmann gelten nur für das ideale Gas, also für ein Gas, dessen Moleküle keine Interaktionen untereinander haben, ausser den Stössen, die sie untereinander erfahren und dabei ihre individuellen Bewegungsinformationen untereinander austauschen. Ein ideales Gas Ein solches Gas existiert auf
Informationsreduktion 5: Das klassische Wasserglas
Informationsreduktion in der Wärmelehre In der Wärmelehre findet sich ein ganz besonderes Beispiel für die Informationsreduktion. Das Beispiel ist deshalb besonders, weil es so einfach ist. Es zeigt das Grundgerüst der Informationsreduktion in aller Deutlichkeit, ohne die Komplexität anderer Beispiele, z.B. solchen aus der Biologie. Es ist vielen von uns auch aus dem Physikunterricht bereits bestens bekannt. Was ist Temperatur? Ein Wasserglas enthält viele Wassermoleküle, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in unterschiedlichen Richtungen bewegen, dabei immer wieder mit anderen Wassermolekülen zusammenstossen und bei jedem Stoss Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung ändern. Mit anderen Worten: Das Wasserglas ist der typische Fall eines realen
