Entropy :

এনট্রপি একটি বৈজ্ঞানিক ধারণার পাশাপাশি একটি পরিমাপযোগ্য শারীরিক সম্পত্তি যা সাধারণত ব্যাধি, এলোমেলোতা বা অনিশ্চয়তার সাথে যুক্ত। শাস্ত্রীয় তাপগতিবিদ্যা থেকে শুরু করে পরিসংখ্যানগত পদার্থবিদ্যায় প্রকৃতির অণুবীক্ষণিক বর্ণনা এবং তথ্য তত্ত্বের নীতিতে শব্দটি এবং ধারণাটি বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়। এটি রসায়ন এবং পদার্থবিদ্যায়, জৈবিক ব্যবস্থায় এবং জীবনের সাথে তাদের সম্পর্ক, বিশ্ববিদ্যা, অর্থনীতি, সমাজবিজ্ঞান, আবহাওয়া বিজ্ঞান, জলবায়ু পরিবর্তন, এবং টেলিযোগাযোগে তথ্যের আদান-প্রদান সহ তথ্য ব্যবস্থায় সুদূরপ্রসারী অ্যাপ্লিকেশন খুঁজে পেয়েছে। থার্মোডাইনামিক ধারণাটিকে 1850 সালে স্কটিশ বিজ্ঞানী এবং প্রকৌশলী ম্যাককোর্ন র‍্যাঙ্কাইন থার্মোডাইনামিক ফাংশন এবং তাপ-সম্ভাব্য নাম দিয়ে উল্লেখ করেছিলেন। 1865 সালে, জার্মান পদার্থবিদ রুডলফ ক্লসিয়াস, তাপগতিবিদ্যার ক্ষেত্রের অন্যতম প্রতিষ্ঠাতা, এটিকে তাৎক্ষণিক তাপমাত্রার অসীম পরিমাণ তাপের ভাগফল হিসাবে সংজ্ঞায়িত করেছিলেন। তিনি প্রথমে এটিকে জার্মান ভারওয়ান্ডলুংসিনহাল্টে রূপান্তর-বিষয়বস্তু হিসাবে বর্ণনা করেন এবং পরে রূপান্তরের জন্য একটি গ্রীক শব্দ থেকে এনট্রপি শব্দটি তৈরি করেন। আণুবীক্ষণিক সংবিধান এবং কাঠামোর কথা উল্লেখ করে, 1862 সালে, ক্লসিয়াস ধারণাটির অর্থ বিচ্ছিন্নতা হিসাবে ব্যাখ্যা করেছিলেন।এনট্রপির একটি পরিণতি হল যে নির্দিষ্ট প্রক্রিয়াগুলি অপরিবর্তনীয় বা অসম্ভব, শক্তির সংরক্ষণ লঙ্ঘন না করার প্রয়োজনীয়তা বাদ দিয়ে, পরবর্তীটি তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রে প্রকাশ করা হয়েছে। এনট্রপি হল তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রের কেন্দ্রবিন্দু, যা বলে যে স্বতঃস্ফূর্ত বিবর্তনের জন্য ছেড়ে দেওয়া বিচ্ছিন্ন সিস্টেমগুলির এনট্রপি সময়ের সাথে কমতে পারে না, কারণ তারা সর্বদা থার্মোডাইনামিক ভারসাম্যের অবস্থায় পৌঁছায়, যেখানে এনট্রপি সর্বোচ্চ।অস্ট্রিয়ান পদার্থবিজ্ঞানী লুডউইগ বোল্টজম্যান এনট্রপিকে সিস্টেমের ম্যাক্রোস্কোপিক অবস্থার সাথে সঙ্গতিপূর্ণ সিস্টেমের পৃথক পরমাণু এবং অণুর সম্ভাব্য মাইক্রোস্কোপিক বিন্যাস বা অবস্থার সংখ্যার পরিমাপ হিসাবে ব্যাখ্যা করেছিলেন। এর মাধ্যমে তিনি পরিসংখ্যানগত ব্যাধি এবং সম্ভাব্যতা বন্টনের ধারণাটি তাপগতিবিদ্যার একটি নতুন ক্ষেত্রে প্রবর্তন করেন, যাকে বলা হয় পরিসংখ্যানগত বলবিদ্যা, এবং মাইক্রোস্কোপিক মিথস্ক্রিয়াগুলির মধ্যে সংযোগ খুঁজে পান, যা একটি গড় কনফিগারেশন সম্পর্কে ওঠানামা করে, একটি সাধারণ লগারিদমিক আকারে ম্যাক্রোস্কোপিকভাবে পর্যবেক্ষণযোগ্য আচরণের সাথে। আইন, একটি সমানুপাতিক ধ্রুবক সহ, বোল্টজম্যান ধ্রুবক, যা আধুনিক ইন্টারন্যাশনাল সিস্টেম অফ ইউনিটস (SI)-এর জন্য সর্বজনীন ধ্রুবকগুলির একটিতে পরিণত হয়েছে।1948 সালে, বেল ল্যাবসের বিজ্ঞানী ক্লড শ্যানন টেলিকমিউনিকেশন সিগন্যালে তথ্যের এলোমেলো ক্ষতির সমস্যার জন্য মাইক্রোস্কোপিক অনিশ্চয়তা এবং বহুগুণ পরিমাপের অনুরূপ পরিসংখ্যানগত ধারণা তৈরি করেছিলেন। জন ভন নিউম্যানের পরামর্শের ভিত্তিতে, শ্যানন অনুপস্থিত তথ্যের এই সত্তাটিকে পরিসংখ্যানগত বলবিদ্যায় এনট্রপি হিসাবে ব্যবহারের জন্য সাদৃশ্যপূর্ণভাবে নামকরণ করেন এবং তথ্য তত্ত্বের ক্ষেত্রের জন্ম দেন। এই বর্ণনাটিকে এনট্রপির ধারণার সর্বজনীন সংজ্ঞা হিসেবে চিহ্নিত করা হয়েছে।

ফরাসি গণিতবিদ লাজার কার্নট তাঁর 1803 সালের গবেষণাপত্রে, ভারসাম্য ও আন্দোলনের মৌলিক নীতিগুলিতে প্রস্তাব করেছিলেন যে যে কোনও মেশিনে, চলমান অংশগুলির ত্বরণ এবং ধাক্কাগুলি কার্যকলাপের মুহূর্তের ক্ষতির প্রতিনিধিত্ব করে; যে কোনো প্রাকৃতিক প্রক্রিয়ায় দরকারী শক্তির অপচয়ের প্রতি সহজাত প্রবণতা বিদ্যমান। 1824 সালে, সেই কাজের উপর ভিত্তি করে, লাজারের পুত্র, সাদি কার্নোট, রিফ্লেকশন অন দ্য মোটিভ পাওয়ার অফ ফায়ার প্রকাশ করেন, যা দাবি করে যে সমস্ত তাপ-ইঞ্জিনে, যখনই "ক্যালোরিক" (যা এখন তাপ নামে পরিচিত) তাপমাত্রার পার্থক্যের মধ্য দিয়ে পড়ে, কাজ বা উদ্দেশ্য শক্তি একটি গরম থেকে ঠান্ডা শরীরের পতনের কর্ম থেকে উত্পাদিত হতে পারে. জলের চাকায় জল কীভাবে পড়ে তার সাথে তিনি একটি উপমা ব্যবহার করেছিলেন। এটি ছিল তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রের প্রাথমিক অন্তর্দৃষ্টি। কার্নোট আংশিকভাবে 18 শতকের প্রথম দিকের "নিউটনিয়ান হাইপোথিসিস" এর উপর ভিত্তি করে যে তাপ এবং আলো উভয়ই পদার্থের অবিনশ্বর রূপ, যা অন্যান্য পদার্থ দ্বারা আকৃষ্ট ও প্রতিহত হয় এবং আংশিকভাবে কাউন্ট রামফোর্ডের সমসাময়িক মতামতের উপর ভিত্তি করে। 1789 সালে দেখান যে ঘর্ষণ দ্বারা তাপ তৈরি হতে পারে, যেমন কামানের বোর মেশিন করা হয়। কার্নোট যুক্তি দিয়েছিলেন যে যদি কার্যকারী পদার্থের দেহ, যেমন বাষ্পের দেহ, একটি সম্পূর্ণ ইঞ্জিন চক্রের শেষে তার আসল অবস্থায় ফিরে আসে, "কর্মরত দেহের অবস্থার কোন পরিবর্তন ঘটে না"।

তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র, 1843 সালে জেমস জুলের তাপ-ঘর্ষণ পরীক্ষা থেকে প্রাপ্ত, শক্তির ধারণা এবং সমস্ত প্রক্রিয়ায় এর সংরক্ষণকে প্রকাশ করে; প্রথম আইন, তবে, ঘর্ষণ এবং অপচয়ের প্রভাব আলাদাভাবে পরিমাপ করার জন্য অনুপযুক্ত।1850 এবং 1860-এর দশকে, জার্মান পদার্থবিজ্ঞানী রুডলফ ক্লসিয়াস এই অনুমানে আপত্তি করেছিলেন যে কার্যকারী দেহে কোনও পরিবর্তন ঘটে না এবং কাজ করার সময় ব্যবহারযোগ্য তাপের অন্তর্নিহিত ক্ষতির প্রকৃতি নিয়ে প্রশ্ন তুলে এই পরিবর্তনটিকে একটি গাণিতিক ব্যাখ্যা দেন, যেমন, তাপ ঘর্ষণ দ্বারা উত্পাদিত। তিনি তার পর্যবেক্ষণগুলিকে শক্তির অপচয়কারী ব্যবহার হিসাবে বর্ণনা করেছেন, যার ফলে একটি রূপান্তর-বস্তু (জার্মান ভাষায় Verwandlung Inhalt), একটি থার্মোডাইনামিক সিস্টেম বা রাষ্ট্রের পরিবর্তনের সময় রাসায়নিক প্রজাতির কার্যকারী সংস্থা। এটি আইজ্যাক নিউটনের তত্ত্বের উপর ভিত্তি করে পূর্বের মতামতের বিপরীতে, যে তাপ একটি অবিনাশী কণা যার ভর ছিল। ক্লসিয়াস আবিষ্কার করেছিলেন যে বাষ্প ইঞ্জিনে খাঁড়ি থেকে নিষ্কাশনের দিকে যাওয়ার সাথে সাথে অ-ব্যবহারযোগ্য শক্তি বৃদ্ধি পায়। এন- উপসর্গ থেকে, যেমন 'শক্তি', এবং গ্রীক শব্দ [tropē] থেকে, যা একটি প্রতিষ্ঠিত অভিধানে বাঁক বা পরিবর্তন হিসেবে অনুবাদ করা হয়েছে ইংরেজি রূপান্তর হিসাবে, 1865 সালে ক্লসিয়াস সেই সম্পত্তির নাম এনট্রপি হিসাবে তৈরি করেছিলেন। শব্দটি 1868 সালে ইংরেজি ভাষায় গৃহীত হয়েছিল।পরে, লুডভিগ বোল্টজম্যান, জোসিয়াহ উইলার্ড গিবস এবং জেমস ক্লার্ক ম্যাক্সওয়েলের মতো বিজ্ঞানীরা এনট্রপিকে একটি পরিসংখ্যানগত ভিত্তি দিয়েছিলেন। 1877 সালে, বোল্টজম্যান আদর্শ গ্যাস কণার একটি সমাহারের এনট্রপি পরিমাপ করার একটি সম্ভাব্য উপায় কল্পনা করেছিলেন, যেখানে তিনি এনট্রপিকে সংজ্ঞায়িত করেছিলেন যেমন একটি গ্যাস দখল করতে পারে এমন মাইক্রোস্টেটের সংখ্যার প্রাকৃতিক লগারিদমের সমানুপাতিক। এই সংজ্ঞার সমানুপাতিক ধ্রুবক, যাকে বোল্টজম্যান ধ্রুবক বলা হয়, আধুনিক ইন্টারন্যাশনাল সিস্টেম অফ ইউনিটস (SI)-এর জন্য সর্বজনীন ধ্রুবকগুলির মধ্যে একটি হয়ে উঠেছে। এখন থেকে, পরিসংখ্যানগত তাপগতিবিদ্যায় অপরিহার্য সমস্যা হল N অভিন্ন সিস্টেমের উপর একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ শক্তি E এর বন্টন নির্ধারণ করা। কনস্ট্যান্টিন ক্যারাথিওডোরি, একজন গ্রীক গণিতবিদ, ট্রাজেক্টোরি এবং অখণ্ডতার পরিপ্রেক্ষিতে অপরিবর্তনীয়তার একটি গাণিতিক সংজ্ঞার সাথে এনট্রপিকে সংযুক্ত করেছিলেন।