エントロピー増大の法則は自然の要請のものなどではない/(追)

これについては、エントロピーって？、熱力学とエントロピーで論じましたが、私の中では
まだもやもやしています。

私が何に拘っているかといいますと、「エントロピー増大則」を「熱力学の第二法則」だと
して、それは「自然の法則」であるという風な説明が時になされているゆえなのです。
で、上記二つの項で論じたのですが、熱力学におけるエントロピーの理論的定義を見る
限り、決して、「熱力学の第二法則」≡「エントロピー増大則」ではないし、したがって、決
して「エントロピー増大則」は自然の法則などではないと考えるのですが・・・。そういう私
の疑問に答えてくれるような説明を見つけ出していません。
で、ほとんど内容的には輻輳しますが、もういっぺん書いておこうと思います。

本来の「熱力学の第二法則」というのは、日常の生活における観察から、熱的には「不
可逆になっている」という経験則を意味しているはずです。

で、「エントロピー」と言う概念は自然に経験しているものなどではなく、ぶっちゃけ、
昔の科学者が理論検討している中で作り出した概念であるのは間違いないと思うのです。
大変失礼な事いいますけど、専門家以外の方で熱力学をきちんと学んでいない方って、
「エントロピー」って何なの？と聞かれたとき、きちんと答えられるかどうか怪しい気がしま
す。聞きかじりしている方達は、時に「乱雑さ」だと答えられるかもしれません。しかし、あ
るブログに書かれていましたが、「そんなことを言うと専門家から笑われます」。
一般には「エントロピー」なるものは三種類あることはあまり知られていない（私も学ぶま
で知りませんでした(^^;）。
多分に「乱雑さ」などというのは、元々「統計力学的エントロピー」を啓蒙書の類でよくあ
る日常生活的な例としてわからせようという解釈例としてでてきた話だろうと思うのです
が、前述の項で述べましたように、そもそも、「統計力学的エントロピー」というのはエント
ロピーというものが定義された熱力学におけるエントロピーから論理的に導出されたもの
などではなく、ボルツマンが数学的ひらめきで創設した定義式を、仮定・近似を駆使して
変形してでてきた

・・・①

です。数学的にはボルツマン定数kBで熱力学とうまく合うようにしていますが、論理的な
導出ではないので、なぜそれでいいの？ということについては何も説明されていません。

そもそも、熱力学における「エントロピーＳ」なるものは、いつでも定義できるものではな
く、「不可逆過程の過度期」では定義できないものです。その過程の前後では値が不連
続となるのです。
で、熱力学と言うのは、

　その無限小の変化の極限を理想とした理論

ですから、微小値d□というのもが基本となり、□の値自体はあまり重要ではないとさえ
書いているテキストもあります。したがって、熱力学においては、ＳではなくｄＳの方が重
要です。で、じゃぁｄＳって何かですが、

・・・②

とあります。ここで、

：系の出入りする熱量微小変化分(熱量は状態量ではなく不完全微分量なので

　　　　　「d'」と区別している)

：温度(絶対温度)

この式が熱力学のエントロピーの定義なのですが、前述のように、「不可逆過程の過度
期」はエントロピーが定義できないので、実際の熱サイクルではこの式が成立しない区
間があり、だから何かややこしいのですが、熱力学の結論では

・・・③

となるのです。この式の「不等式部分」は経験則である熱過程の「不可逆性」に依存す
るものです。

で、私が問題にしているのは、③式の

は±、0値をとる

ということなのです。

確かに

が０であるなら

経験則である熱過程の「不可逆性」を考えるとき、

・・・④

でしょう。これなら、確かにdsは正ですから、「エントロピーＳは増大する」ことになります。

が＋値であるときも同じです。

しかしながら、

が－値であるときはどうでしょうか？

この時は、

は－値となります。

したがって、③式を見た時、必ずしもｄＳは正とはならないのです。
ですから、テキストでは「エントロピー増大則」は、

　断熱系で熱サイクルに不可逆過程を含むとき

に成立すると書かれているのです。

ここで、断熱系というのは、

のときです。

これは、「系に熱の出入りがない」ということです。
しかしながら、現実問題として、「熱の出入りがない系」って普通にあるでしょうか？
私はここに熱力学とか統計力学の説明に一種の「まやかし」を感じてしまうのです。

系を「断熱系」「孤立系」「閉鎖系」「開放系」という区分で定義していて、「孤立系」は
「断熱系」も含むとしています（断熱系は外界との熱の出入りがない系と定義されて
いるのに対し、孤立系は外界との熱の出入りだけでなく、仕事のやりとり、粒子のや
りとりもない系という定義です。ちなみに「開放系」はそれらすべてのやりとりがある
系、「閉鎖系」は粒子のやりとりだけない系という定義です）。

Wikipediaには「生物は『開放系』である」と書かれていました。当然ながら100％熱の
出入りがありますよね。ということは、③式の右辺は±値をとりますから、

　生物のエントロピーは増大することも減少する
　こともありうる

というのが正解ではないでしょうか？
また、エントロピーに関して長々と輻輳する話を書いて来たのは、これを主張したいが
ためです。

くどいのですけど、「エントロピー増大の法則」をいかにも「自然の要請」であるかのよ
うに考え、必ず成立すると金科玉条のように主張し、全ての基本をそこに置いて説明
する科学者や人々がおられますけど、それなら、ここで繰り返し指摘した話はどうなの
と聞きたいのです。
私は統計力学で使われている「外界」の概念は「まやかし」ではないかと考えています。
　('16/9)
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(追加)('16/10/3)
いくつか主張しようと思っていたことが抜けていました。

上の最後の統計力学で使われている「外界」の概念は「まやかし」ではないかと書いた
理由は、外界を「無限でないが非常に大きくて温度一定の孤立系だ」などという何の証
拠もないreal warldとはまるきり異なる「観念世界」の仮定のものだからです。

で、エントロピーはこういう風に定義されたものですから、それで「時間の一方向性」だ
とか「進化論否定」(私自身は進化論懐疑派ですけどそれはそれとして)の根拠にする
論は愚の骨頂だと思うのです。

もう一つ詳しく調べていなかったので不案内でしたが、長い間課題であって解決したと
言われている「マックスウェルの悪魔」って、統計力学のエントロピーと情報エントロ
ピーの両方から解決したらしいですね？もしそうなら、これってインチキではないので
しょうか？単に「アナロジー」から「エントロピー」という名前を流用しただけであり、
基本的に「熱力学のエントロピー」「統計力学のエントロピー」「情報エントロピー」
といのは「物理的」には別物のはずです。

検索していましたら、熱力学のエントロピー増大の証明は誤っている、散々主張してき
たが学界では無視されている、フェルミ熱力学信者(ばかり)と主張されている高専の
先生の学内報のＰＤＦがありました。ちょっと理解できていませんが(^^;

また、海外サイトには、熱力学の第二法則は誤りだという主張を展開されている方が
おられました。この方によるとカルノーは後年、自分のカルノーサイクルにおける、
コールド熱源に疑いを持っていたとのことですが・・・。単なる思い込みなのか論理
的根拠があるのかちょっと主張を見てみたいと思っています。

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