Entropi, basitçe bir sistemdeki düzensizliğin veya rastgeleliğin ölçüsüdür. Termodinamik, istatistiksel mekanik ve bilgi teorisi gibi çeşitli alanlarda temel bir kavramdır. Günlük hayatta da sıkça karşılaştığımız bir olguyu ifade eder: Her şey zamanla daha karmaşık ve düzensiz hale gelir.
Termodinamikte entropi, bir sistemin iş yapma yeteneğinin kaybı olarak tanımlanır. Bir sistem ne kadar düzenliyse, entropisi o kadar düşüktür ve iş yapma potansiyeli o kadar yüksektir. Ancak, sistem değiştikçe, enerji dağılımı daha rastgele hale gelir ve entropi artar. Termodinamiğin İkinci Yasası'na göre, izole bir sistemin entropisi asla azalmaz, ya artar ya da sabit kalır. Bu da evrenin sürekli olarak daha düzensiz bir hale doğru ilerlediği anlamına gelir.
İstatistiksel mekanikte entropi, bir sistemin olası mikro durumlarının sayısı ile ilişkilidir. Bir sistemin olası mikro durumlarının sayısı ne kadar fazlaysa, entropisi de o kadar yüksektir. Mikro durum, bir sistemin atomik veya moleküler düzeydeki belirli bir konfigürasyonunu ifade eder. Makro durum ise, sistemin sıcaklık, basınç ve hacim gibi gözlemlenebilir özelliklerini ifade eder. Aynı makro duruma karşılık gelen çok sayıda mikro durum olabilir. Entropi, bu mikro durumların sayısının bir ölçüsüdür.
Bilgi teorisinde entropi, bir bilgi kaynağının belirsizliğinin veya rastgeleliğinin ölçüsüdür. Bir mesaj ne kadar tahmin edilemezse, entropisi o kadar yüksektir. Claude Shannon tarafından geliştirilen Shannon entropisi, bir rastgele değişkenin olasılık dağılımına bağlı olarak bilgi içeriğini ölçer. Yüksek entropi, daha fazla bilgiye ihtiyaç duyulduğu anlamına gelirken, düşük entropi daha az bilgi ile tahmin edilebilirliği ifade eder.
Entropi, evrenin temel bir özelliğidir ve birçok doğal sürecin yönünü belirler. Evrenin başlangıcında, Büyük Patlama'dan hemen sonra, evren çok düzenli ve düşük entropili bir durumdaydı. Ancak, evren genişledikçe ve soğudukça, entropi sürekli olarak arttı. Yıldızların oluşumu, gezegenlerin oluşumu, yaşamın ortaya çıkışı ve evrimi gibi karmaşık süreçler, yerel olarak entropiyi azaltırken, evrenin genel entropisini artırır.
Yaşam, entropiye karşı koyma çabası olarak görülebilir. Canlı organizmalar, düzenli yapılar oluşturmak ve sürdürmek için sürekli olarak enerji harcarlar. Beslenme, solunum ve boşaltım gibi süreçler, organizmanın içindeki düzeni korurken, çevredeki entropiyi artırır. Bir organizma öldüğünde, bu düzen bozulur ve entropi artar. Bu nedenle, yaşam, evrenin entropi yasasına karşı geçici bir direnç gösterir.
