Тайна беспорядка: почему энтропия живёт по строгим правилам ✎ экспресс

Оригинал: "Majorization precursors to supermodularity and subadditivity on the majorization lattice"
arXiv:2605.30331 · 2026-05-28 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Учёные строго доказали: мера беспорядка — энтропия — подчиняется двум неравенствам, связывающим целое с частями. И эти неравенства никогда не нарушаются.

Энтропия — мера беспорядка в системе. Представьте две перетасованные колоды карт, ссыпанные в одну кучу: получившийся хаос не превзойдёт сумму беспорядков каждой колоды по отдельности. Это правило субаддитивности: целое не хаотичнее своих частей. А теперь вообразите, что вы добавляете джокера. В уже перетасованную колоду он внесёт больше сумятицы, чем в упорядоченную — система тем острее реагирует на новое, чем «размазаннее» она уже была. Это свойство супермодулярности.

Математики выяснили, что так ведут себя все функции, склеенные из плавно выгнутых «горок» — вогнутых кривых. Обычная энтропия, применяемая в компьютерах для сжатия данных, и её экзотические варианты — всё это суммы таких горок. Поэтому они автоматически подчиняются обоим неравенствам: субаддитивности и супермодулярности. Самое поразительное — неравенства оказались строгими. Смешивая любые неидентичные системы, беспорядок всегда возрастает сверх суммы, словно при слиянии двух разных колод рождается непредсказуемый новый хаос. Это открытие, опирающееся на труды Людвига Больцмана и Джона фон Неймана, важно для физики, сжатия данных и даже изучения чёрных дыр и загадок Большого взрыва.

Энтропия родилась в XIX веке из попыток улучшить паровые машины, а позже проникла в информатику как мера неожиданности сообщения.

В рассказе «Последний вопрос» Айзека Азимова энтропия угрожает самому существованию Вселенной — и только суперкомпьютеру удаётся обратить её вспять.

Учёные
Jacob BekensteinStephen HawkingLudwig BoltzmannRudolf ClausiusClaude ShannonWilhelm Wien
Понятия
причинность