Das versteckte Experiment (German Edition)

es!“
    „????“
    „Natürlich kannst du dein Zimmer aufräumen und so die Entropie (das Maß für die Unordnung) wieder verringern.“
    „Geht nicht.“
    „Warum nicht?“
    „Mein Zimmer ist bereits aufgeräumt. Die Entropie ist schon jetzt = 0.“
    „O. k., ich hatte vergessen, dass du morgen Besuch bekommst. Nehmen wir ein anderes Beispiel. Wenn du etwas Kaffee und Milch hast, führen wir jetzt einen richtigen Versuch durch, keinen Gedankenversuch.“
    „Das Versuchsmaterial steht bereits auf meinem Schreibtisch.“
    „Schenke dir eine Tasse Kaffee ein. Im Wesentlichen besteht dein Kaffee aus Wasser. Natürlich sind einige Stoffe im Wasser gelöst, die die Farbe und den Geschmack des Wassers ausmachen. Das ist jedoch für unseren Versuch unbedeutend. Gieße jetzt etwas Milch auf einen Teelöffel und tauche diesen mitsamt der Milch langsam in deinen Kaffee. Du wirst jetzt sehen, dass du die Milch zunächst noch vom Kaffee weitgehend getrennt beobachten kannst. Mit der Zeit werden sich jedoch Milch und Kaffee langsam vermischen. Du brauchst das Ganze gar nicht umzurühren. Die Vermischung erfolgt mehr oder weniger schnell. Das Ergebnis wird in jedem Fall eine vollständige Vermischung von Milch und Kaffee sein. Die Durchmischung bedeutet, dass sich die Wasser- und die Milchteilchen mit der Zeit gleichmäßig in der Tasse verteilen. Welches Teilchen sich zu welcher Zeit an welchem Ort befindet, ist rein zufällig. Betrachten wir nun ein einzelnes Milchteilchen, so gibt es kein physikalisches Gesetz, das verhindern würde, dass es wieder in seine Anfangsposition zurückkehrt. Nehmen wir an, dass alle Milchteilchen wieder ihre Anfangsposition einnehmen, so hätten wir wieder eine Entmischung erreicht. Es gibt kein physikalisches Gesetz, das die Teilchen daran hindern könnte. Jedes Teilchen kann sich rein zufällig an jeden beliebigen Ort in der Tasse bewegen. Da das eine reine Sache der Wahrscheinlichkeit ist, warten wir ganz einfach, bis die Entmischung passiert ist.“
    „Es könnte sehr lange dauern, nicht wahr?“
    „Sehr lange, du wirst es ganz sicher nie beobachten. Nun haben wir tatsächlich einen Vorgang, der offenbar nicht mehr reversibel, also umkehrbar, ist. Das gilt zwar nicht für die einzelnen ‚mikroskopischen‘ Vorgänge (für die Bewegung jedes einzelnen Milchteilchens), wohl aber für den Gesamtvorgang. In der Bewegungsgleichung jedes Teilchens können wir die Zeitrichtung einfach umkehren -t statt t, für den Gesamtvorgang geht das jedoch nicht. Die Zeitrichtung ist durch die Zunahme der Unordnung, die Zunahme der Entropie gegeben.“
    „Das klingt alles sehr logisch. Ich befürchte, du willst durch diese Einführung der Zeitrichtung wiederum meine Zeitmaschine verhindern. Der Versuch, den wir gerade durchgeführt haben, ist in deinem Sinne verlaufen. Milch und Kaffee haben sich vermischt.Vielleicht sollte ich es noch einmal probieren. O. k., ich weiß, der zweite Versuch wird genauso enden. Die tatsächliche Ursache dafür ist mir noch nicht ganz klar. Jedes Einzelereignis ist zeitlich reversibel, der gesamte Vorgang jedoch nicht. Irgendwo scheint mir da aber ein Übergang von der Umkehrbarkeit zur Nichtumkehrbarkeit zu sein. Wenn ich das Ganze, sagen wir, mit sechs Teilchen mache (z. B. mit drei Wasserteilchen und drei Milchteilchen) gehe ich jede Wette ein, dass ich auf die Entmischung warten kann!“
    „Du hast recht. Tatsächlich ist dieser Übergang, wie du ihn nennst, nicht genau zu definieren. Trotzdem bleibt in einem gewissen Sinne auch in deinem Beispiel noch eine Zeitrichtung, auch, wenn sie nicht mehr so deutlich ist. Im Grunde kann man das Phänomen so erklären: Die Anzahl der möglichen Anordnungen der Teilchen ist für die Unordnung sehr viel größer als die Anzahl der möglichen Anordnungen der Teilchen für den geordneten Zustand. Wenn die Milchteilchen alle vereinigt sein wollen, haben sie nur wenig Möglichkeiten, sich zu positionieren. Sind sie im Kaffee verteilt, so können sie fast beliebige Positionen annehmen. Das Kaffee-Milch-System nimmt ganz einfach den wahrscheinlicheren Zustand (den der Unordnung) an.“
    „Ich habe meinen Kaffee jetzt ausgetrunken. Er schmeckte scheußlich, da er schon kalt war. Was ist jetzt mit der Entropie passiert?“
    „Das hättest du nicht tun sollen, Jan. Du machst alles noch komplizierter. Die Wassermoleküle, die Fettmoleküle usw. werden jetzt teilweise in deinen Körper eingebaut. Kaffee und Milch haben das weitgehend