Soru

Zorluk: Çok zorParagrafta Yardımcı Düşünce

Termodinamiğin ikinci kanunu ile bilgi teorisi arasındaki köprü, fizikçi James Clerk Maxwell’in 1867’de ortaya attığı ve kendi adıyla anılan zihinsel deneyle (Maxwell'in Cini) kurulmuştur. Maxwell, ısıca yalıtılmış bir kabı iki bölmeye ayıran ve moleküllerin hızlarını gözlemleyerek hızlı olanları bir tarafa, yavaş olanları diğer tarafa geçiren hayalî bir varlık tasarlamıştır. Bu süreç, dışarıdan iş yapılmaksızın sıcaklık farkı yaratacağı için termodinamiğin ikinci kanununu ihlal ediyor gibi görünmekteydi. Ancak bu paradoks, 1961’de Rolf Landauer’in ortaya koyduğu ve bilgi silmenin fiziksel bir maliyeti olduğunu savunan ilkesiyle çözülmüştür. Landauer’e göre, bir bilginin mantıksal olarak silinmesi ya da geri döndürülemez şekilde değiştirilmesi, kaçınılmaz olarak çevreye asgari düzeyde de olsa bir ısı yayılmasına (kBTln2k_B T \ln 2) yol açar. Bilgi, soyut bir matematiksel olgu değil; fiziksel bir taşıyıcıya bağlı olan ve fizik kanunlarına tabi bir varlıktır. Dolayısıyla cinin zihnindeki bilgiyi sıfırlaması (hafızasını silmesi) sırasında ortaya çıkan ısı artışı, sistemin entropisindeki azalmay�� fazlasıyla dengeleyerek ikinci kanunun geçerliliğini korur.

Bu parçadan hareketle Maxwell'in Cini ve Landauer İlkesi ile ilgili aşağıdakilerden hangisine ulaşılamaz?

  1. A
    Maxwell'in tasarladığı zihinsel deneyin, yalıtılmış bir ortamda dışarıdan iş yapılmaksızın sıcaklık değişimi yaratma varsayımı üzerine kurulu olduğuna
  2. B
    Rolf Landauer'in, bilginin mantıksal olarak yok edilmesinin çevresel bir ısı üretimi doğuracağını teorileştirdiğine
  3. C
    Bilginin, doğası gereği matematiksel bir soyutlama olmanın ötesinde fiziksel yasalarla sınırlı bir yapısının bulunduğuna
  4. Landauer İlkesi'nin, Maxwell’in Cini’nin gerçekleştirdiği bilgi silme işleminin termodinamiğin ikinci kanunuyla çeliştiğini kesin olarak kanıtladığınaCevap
  5. E
    Cinin hafızasındaki bilgileri silmesiyle oluşan ısı salınımının, sistemdeki entropi düşüşünü dengeleyerek fizik yasalarını onayladığına

Cevap

Landauer İlkesi'nin, Maxwell’in Cini’nin gerçekleştirdiği bilgi silme işleminin termodinamiğin ikinci kanunuyla çeliştiğini kesin olarak kanıtladığına
Parçada Landauer İlkesi'nin Maxwell'in Cini paradoksunu çözdüğü ve bilgi silme sırasında yayılan ısının termodinamiğin ikinci kanununun geçerliliğini koruduğunu gösterdiği belirtilmektedir. Dolayısıyla bu ilkenin, işlemin ikinci kanunla çeliştiğini kanıtladığı yargısına ulaşılamaz; aksine çelişkiyi ortadan kaldırdığı sonucuna ulaşılır.

Adım Adım Çözüm

1
Paragrafın ana konusunu ve tartışılan kavramları belirleme.
Paragrafta termodinamiğin ikinci kanunu ile bilgi teorisi arasındaki ilişki, Maxwell'in Cini deneyi ve Landauer İlkesi üzerinden açıklanmaktadır.
Yardımcı düşünce sorularında seçeneklerin doğruluğunu paragraftaki spesifik cümlelerle eşleştirmek gerekir.
2
Seçeneklerin paragraftaki ifadelerle tek tek karşılaştırılması.
Seçeneklerdeki ifadelerin paragraftaki 'ısıca yalıtılmış kap', 'mantıksal olarak silinme', 'fiziksel taşıyıcıya bağlı olma' ve 'entropi dengesi' gibi kavramlarla örtüştüğü görülür.
Hangi yargıların paragrafta doğrudan veya dolaylı olarak desteklendiğini saptamak.
3
Doğru seçenekteki çelişkinin tespit edilmesi.
Landauer İlkesi'nin çelişkiyi kanıtladığı iddiasının aksine, bu ilkenin paradoksu çözdüğü ve ikinci kanunun geçerliliğini koruduğunu gösterdiği belirlenir.
Parçanın anlam akışına tamamen zıt olan ve ulaşılamayacak olan tek yargıyı ayırt etmek.

Anahtar Kavram

Paragrafta Yardımcı Düşünce (Ulaşılamaz Olanı Bulma)
Bu soruyu puanla