อุตสาหกรรมแห่งชีวิต

อุตสาหกรรมแห่งชีวิต

สำหรับนักฟิสิกส์ส่วนใหญ่ วลี “ทฤษฎีของทุกสิ่ง” หมายถึงทฤษฎีที่เป็นเอกภาพของปฏิสัมพันธ์พื้นฐานของธรรมชาติ ซึ่งเป็นภารกิจที่ทำให้นักวิจัยต้องยุ่งตลอดช่วงที่ดีที่สุดของศตวรรษ ด้วยการพูดถึง ทฤษฏีของทุกสิ่งอาจดูเหมือนเป็นของศตวรรษที่ 21 มาก เกือบจะเป็นพรมแดนของคณิตศาสตร์และฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่เหลือเชื่อ ถึงกระนั้นก็มีทฤษฎีที่แตกต่างกันไปสำหรับทุกสิ่งที่ย้อนไปถึงกลางศตวรรษที่ 19 

ในขณะที่ทฤษฎี

ไสยศาสตร์มีจุดมุ่งหมายเพื่อบอกเราว่าทุกสิ่งคือ อะไร ทฤษฎีวิคตอเรียนนี้เป็นทฤษฎีที่บอกว่าทุกสิ่ง ทำอะไร และแม้ว่าทฤษฎีนี้จะมีอายุมาก แต่ปัจจุบันทฤษฎีนี้ให้คำมั่นว่าจะมีการปฏิวัติในศตวรรษที่ 21 ในแนวทางที่เราเข้าใจการทำงานที่ซับซ้อนของชีวิต ทฤษฎีของทุกสิ่งนี้เป็นที่รู้จักกันในอีกชื่อหนึ่ง

ว่าอุณหพลศาสตร์: ทฤษฎีพลังงาน ทุกสิ่งที่เกิดขึ้นในจักรวาล ตั้งแต่การต้มไข่ไปจนถึงการหมุนของดาราจักร ล้วนเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของพลังงาน  ทฤษฎีที่อธิบายว่าพลังงานมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรเพื่อเปลี่ยนสถานะ การจัดเรียง หรือองค์ประกอบของสสาร เป็นทฤษฎีของทุกสิ่งที่เกิดขึ้น

จุดเริ่มต้นของศาสตร์แห่งพลังงานเริ่มขึ้นตั้งแต่ยุควิกตอเรียเมื่อ 150 ปีที่แล้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับวิลเลียม ทอมสัน (รู้จักกันดีในชื่อลอร์ดเคลวิน) เคลวินซึ่งเสียชีวิตเมื่อ 100 ปีที่แล้วเมื่อวันที่ 17 ธันวาคม พ.ศ. 2450 ได้เป็นศาสตราจารย์ด้านปรัชญาธรรมชาติที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์เมื่ออายุ 22 ปี 

และกลายเป็นผู้ยิ่งใหญ่ที่เป็นแก่นสารของวิทยาศาสตร์ยุควิกตอเรีย มีเพื่อนรุ่นราวคราวเดียวกันและเป็นเจ้าของสิทธิบัตรเชิงนวัตกรรมจำนวนหนึ่ง ในขณะที่เขามีส่วนร่วมสำคัญในสาขาต่างๆ มากมายอย่างน่าประหลาดใจ บทบาทที่สำคัญที่สุดของเคลวินคือการพัฒนาร่วมกับบุคคลสำคัญๆ  

แม้ว่าก่อนหน้านี้นิวตันจะมีความก้าวหน้าอย่างมากในการทำความเข้าใจแนวคิดเรื่องแรงและแรงโน้มถ่วง แต่พลังงานก็เกือบจะเป็นปริศนาตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 19 กฎของอุณหพลศาสตร์ซึ่งเคลวินและคลอสเซียสได้พัฒนาขึ้นเพื่อทำความเข้าใจธรรมชาติของความร้อนและความหมายของอุณหภูมิ 

ให้คำจำกัด

ความที่ยากแก่พลังงานและกฎที่มันสามารถเปลี่ยนแปลงได้ อันที่จริงแล้ว เทอร์โมไดนามิกส์จบลงด้วยการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญพอๆ กับกฎของนิวตันหรือการเพิ่มขึ้นของฟิสิกส์ควอนตัมในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 แต่การปฏิวัติอุณหพลศาสตร์ของเคลวินเป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น 

ปัจจุบัน การวิจัยใหม่เกี่ยวกับฟิสิกส์ของระบบสิ่งมีชีวิตและนาโนเทคโนโลยีกำลังท้าทายข้อจำกัดของทฤษฎีในศตวรรษที่ 19 นั้น หนึ่งศตวรรษหลังจากการเสียชีวิตของเคลวิน นักวิจัยกำลังสร้างการปฏิวัติครั้งที่สองในการทำความเข้าใจธรรมชาติของพลังงาน พลังงานและอุตสาหกรรมกลศาสตร์นิวตัน

เปลี่ยนวิธีที่เรามองโลกด้วยการเปลี่ยนแนวคิดของแรงให้เป็นกรอบทางคณิตศาสตร์ที่แม่นยำ แต่สิ่งนี้ทำให้คำถามเกี่ยวกับพลังงานยังคงค้างคา: ความสามารถของแรงในการทำบางสิ่ง เช่น เคลื่อนย้าย จัดลำดับใหม่ หรือเปลี่ยนสสาร ในช่วงต้นทศวรรษ 1800 มีความเข้าใจเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับกฎ

ของพลังงานหรือธรรมชาติของความร้อนและอุณหภูมิ การปฏิวัติอุตสาหกรรมเป็นแรงผลักดันให้วิทยาศาสตร์ไล่ตามทันเทคโนโลยี อุตสาหกรรมพึ่งพาเครื่องยนต์: อุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานเพื่อให้ได้งาน ไม่ว่าจะเป็นกังหันน้ำที่ให้พลังงานแก่โรงสีหรือเครื่องจักรไอน้ำที่ขับปั๊มในเหมือง 

ในปี 1820 วิศวกรทหารชาวฝรั่งเศสตระหนักว่าในขณะที่ฝรั่งเศสยุคหลังนโปเลียนแทบจะไม่สามารถแข่งขันกับอังกฤษในด้านเทคโนโลยีได้ กฎพื้นฐานของเครื่องยนต์ เช่น กฎที่ควบคุมประสิทธิภาพของมันยังคงไม่ถูกพิชิต การ์โนต์ตระหนักว่าเครื่องยนต์ทั้งหมดเปลี่ยนพลังงานจากรูปแบบหนึ่งไปสู่อีกรูปแบบ

หนึ่ง และในหนังสือ ใน ปี 1824 ของเขาแสดงให้เห็นว่ามีกฎสากลที่กำหนดประสิทธิภาพสูงสุดที่เป็นไปได้ที่เครื่องยนต์สามารถทำได้ กฎเหล่านั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยี ไม่ว่าจะเป็นพลังงานไอน้ำ พลังงานน้ำ หรือสิ่งอื่นใด แต่ขึ้นอยู่กับปริมาณพื้นฐาน เช่น ความร้อนและอุณหภูมิ

เนื่องจาก

ส่วนหนึ่งเสียชีวิตก่อนวัยอันควรจากอหิวาตกโรคในปี พ.ศ. 2375 งานของการ์โนต์จึงกลายเป็นคนหูหนวก อย่างไรก็ตาม ทศวรรษต่อมา เคลวินนำธีมของเขามาใช้อีกครั้ง ซึ่งขณะนั้นเป็นศาสตราจารย์หนุ่มที่กลาสโกว์ และโดยรูดอล์ฟ เคลาเซียส นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน ในทศวรรษต่อมา เคลวิน

และคลอสเซียสได้ชี้ไปในทิศทางที่ถูกต้องโดยการทดลองของเจมส์ จูลในแมนเชสเตอร์ เสร็จสิ้นการให้คำจำกัดความเบื้องต้นของความร้อนและอุณหภูมิของการ์โนต์ และได้กำหนดพื้นฐานของอุณหพลศาสตร์ เคลวินและคลอสเซียสเกิดกฎหรือ “กฎของเครื่องยนต์” สองข้อ ข้อแรกระบุว่า

พลังงานไม่สามารถทำลายหรือสร้างขึ้นได้ แต่จะเปลี่ยนแปลงได้เท่านั้น ในขณะที่กฎข้อที่สองเป็นการแสดงออกถึงข้อจำกัดพื้นฐานของการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่สามารถบรรลุผลในทางปฏิบัติ เช่นเดียวกับกฎข้อแรกที่มีพื้นฐานมาจากพลังงาน กฎข้อที่สองก็มีพื้นฐานมาจากแนวคิดใหม่ที่เรียกว่าเอนโทรปี 

การวัดความไม่เป็นระเบียบอย่างคร่าว ๆ เคลาเซียสได้ตั้งชื่อปริมาณดังกล่าวเพื่อให้คู่กับ เมื่อแสดงด้วยเงื่อนไขดังกล่าว กฎข้อที่สองระบุว่าเอนโทรปีไม่สามารถลดลงได้ในระหว่างกระบวนการที่เกิดขึ้นเองหรือตามธรรมชาติเนื่องจากกฎของอุณหพลศาสตร์อธิบายว่าการเปลี่ยนแปลงของพลังงานส่งผล

ต่อการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสารอย่างไร เคลวินและคลอสเซียสจึงไปไกลเกินกว่าแรงจูงใจทางอุตสาหกรรมของการ์โนต์ สิ่งนี้แสดงให้เห็นอย่างน่าทึ่งว่าการวิจัยมักให้อะไรคุณมากกว่าที่คุณคาดไว้ คำถามเกี่ยวกับประสิทธิภาพของเครื่องจักรไอน้ำได้เปิดเผยรากเหง้าของทฤษฎีของทุกสิ่ง

แนะนำ 666slotclub / hob66