情報処理の熱力学
2014 5 8 1 Maxwell’s demon [1] 19 [2] 1 1 [3] 2 3 4 5 6 7 8 2 Szilard engine 1 1(a) T (b) 1 ln 2 1(c) (d) kBT ln 2 kB 1929 [4] Brillouin [5] Landauer [6] Bennett [7] 2 2 20 [8] 2 ln BT k 2 ln 1: 21 20 20 3 kBT ln 2 kBT ln 2 3 Shannon information mutual information 4 x x X p[x] ∑ x∈X p[x] = 1 X S(X) := − ∑ x∈X p[x] ln p[x] (1) x x N (< +∞) 0 ≤ S(X) ≤ ln N S(X) = ln N x p[x] = 1/N S(X) = 0 x p[x] =
負温度 - Wikipedia
が得られる。これは統計力学的な温度を与える。 ある系では統計力学的エントロピーのエネルギーによる偏微分（すなわち逆温度 ）が負になることがあり得る。このような系では統計力学的に定義された温度が負の値を取る。理論的な例としては例えば、外部磁場にさらされた互いに相互作用しない有限個の古典スピンの例が挙げられる[1]。 負温度が実現するような系は、エネルギースペクトルに上限が存在しなければならない[1]。例えば調和振動子で表される系はとり得るエネルギーに上限がないため、負温度は実現しない[1]。 カノニカル分布で記述される系において、ある微視的状態 の分布の重みはボルツマン因子に比例する。 もし逆温度が負ならば、エネルギーの係数は正であるため、エネルギーが大きい状態ほど重みが大きくなる。したがってその期待値である内部エネルギーは（逆）温度が正の場合より大きくなる。この傾向は逆温度の絶対値が大きい
The thermodynamic meaning of negative entropy
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ACM Sigplan Notices 29, 4 (Apr 1994), 5863.
原文: Thermodynamics and Garbage Collection. ACM Sigplan Notices 29, 4 (Apr 1994), 58–63. Henry G. Baker Nimble Computer Corporation 16231 Meadow Ridge Way, Encino, CA 91436 (818) 986–1436 (818) 986–1360 (FAX) Copyright (c) 1993 by Nimble Computer Corporation 日本語訳: 酒井 政裕 私たちは統計力学の原理とそのストレージ管理の問題への適用について議論します。 また、私たちは 情報, 状態, 可逆, 保守的 といった用語の不正確な用法による問題について指摘します。 A. はじめに 計算機科学者は抽象統計熱力学についての知識を持っている
散逸構造とは
「台風は、なぜ発達できるのでしょうか？」 １つの箱の中に高気圧領域と低気圧領域が存在する場合、必ず高気圧領域から低気圧領域へと空気の拡散が起こり、しばらくすると箱の中は均一な気圧となります。これは、熱力学第２法則すなわちエントロピー増大の法則にしたがう現象ですが、台風の発達は、最も低気圧領域である台風の目の気圧が周辺に対してさらに低下する現象です。 また、自然界を見渡すと、トラ、シマウマ、熱帯魚といった様々な動物において、空間周期的な体表模様が形成されています。これは体表において、色素分子が高濃度の領域と低濃度の領域とが空間周期的に交互に出現していることを意味しています。ところが一匹の動物においては、全ての細胞のDNA塩基配列は全く同じであり、このように空間周期的な濃度不均一構造が出現することも、熱力学第２法則に反するように勘違いしやすい現象です。 「生物は神の手により作られた
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田崎晴明「『悪魔』との取り引き — エントロピーをめぐって」
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