一团火文学 通过搜索各大小说站为您自动抓取各类小说的最快更新供您阅读!

从熵的角度出发,热力学第二定律可以被描述为:不可逆热力过程中,熵的微增量总是大于零。

那么……问题来了,【熵】到底是什么?

在统计学意义上,熵度量的是系统的无序度,也就是说,系统越杂乱无章,它的熵值越大。

简而言之,热量从热的地方,流到冷的地方,经过足够的时间,所有的热量都会平均。这都是显而易见的特性,毫无神秘之处:开水变凉,冰块融化。要想把这些过程颠倒过来,就非得额外消耗能量不可。

但就是这么简单的定律,太让人讨厌,让人对世界充满了绝望。

科学家宁愿没有发现它,甚至有人因为它自杀。

就最广泛的意义而言,热力学第二定律认为,宇宙的“熵”与日俱增。

例如,机械手表的发条总是越来越松;你可以把它上紧,但这就需要消耗一点能量。这些能量来自于你吃掉的一块面包,做面包的麦子,在生长的过程中需要吸收阳光的能量;

太阳为了提供这些能量,需要消耗它的氢来进行核反应。

总之,宇宙中每个局部的熵减少,都须以其它地方的熵增加为代价。

“在一个封闭的系统里,熵总是增大的,一直大到不能再大的程度。这时,系统内部达到一种完全均匀的热动平衡的状态,不会再发生任何变化,除非外界对系统提供新的能量。”

但对宇宙来说,是不存在“外界”的。因此,宇宙一旦到达热动平衡状态,就完全死亡,这个最终的结果,简称为“热寂”。

到那时,恒星熄灭,黑洞死亡,所有的原子几乎均匀分布在宇宙空间,所有空间温度相同。

到了热寂时代,微小尺度的量子事件成为最终主导。

“热寂”,是人类对宇宙结局的一大猜想。

对于整个宇宙到达热寂,至少需要10^1000年,对于人类来说,这个结局还过于遥远。

所以,让我们回到更小一点的角度来描述“熵增理论”。

一间房子,如果无人打扫,随着时间的流逝,必然会沾满灰尘。这个时候,我们可以认为,房间的无序程度增加了,也就是代表整个房间的熵自发地增加。

如果有人进入房间打扫,房间变得干净,是不是房间的熵减小了呢?

是的,局部熵减小了,但是“人+房间”的熵并没有减小。

人在打扫的过程中消耗了体力,这导致了“房间”这个孤立系统的熵减小。由于能量转化过程会不可避免地产生不能做功的热能,所以这个增量,是大于“房间被打扫干净”带来的无序度减少的。

从总体来看,“人+房间”系统的熵值还是增加了。

对于这个熵增结论,科学家们非常不满,这意味着世界的无序程度一直在增加,未来是不美好的。

为了找出一个更有力的反例,人们试图创造永动机或者其他的方式,来规避熵增。

1871年,英国物理学家麦克斯韦设想了这样一个实验:有一个箱子被一块板一分为二,板上有一个活门,由一个从海加尔山抓来做苦力的小精灵把守。

小精灵能测量气体分子的速度,对于右边来的分子,如果速度快,他就打开门让其通过,速度慢就关上门不让通过。

对于左边来的分子,则速度慢的就让通过,速度快的就不让通过。

一段时间以后,箱子左边的分子速度就会很快,右边则会很慢。

这意味着箱子的无序度降低了,熵减少了。

机智的麦克斯韦还假定,活门既无质量也无摩擦,那么在这一过程中小精灵并没有做功,这不就违反了热力学第二定律吗?

直到60年后,这个问题才被圆满解决。

匈牙利物理学家西拉德提出,做功的是小精灵的“智能”。

他认为,获取信息的观测过程(小精灵判断分子的速度快慢)需要能量,必然会引起熵的增加,其数量不少于因分子变得有序而减少的熵。

这样,由箱子、分子和小精灵组成的整个系统,就仍然遵守热力学第二定律。

现在回头来看,获取信息需要额外做功是顺理成章的,然而在19世纪末,睿智如麦克斯韦也没有看出小精灵的“观测能力”,对箱子--分子--小妖系统的影响。

直到20世纪,物理学家们才意识到,“观察者”在量子力学中扮演的重要角色后,信息与物理的关系才被理解。

那么有人又会问了:既然自然界的所有过程最终都趋于无序,那么为何会有生命这种高度有序的存在呢?

在这个哲学问题的思考上,薛定谔在上世纪四十年代写的《生命是什么》一书中提出,生命从环境中抽取“有序”来维持自身的“有序”。

吃喝是摄取“有序”的过程,食物的有序度经过消化被降低,最终以拉撒的方式将“无序”排放回环境。

另外,生物会通过散发热量,把生理过程中产生的剩余熵排放到环境中。温血动物较高的体温,有利于更高效地排除熵,因而能产生更强烈的生命过程)

就总体而言,排放的熵要大于摄取的负熵,所以满足熵增原理。

在这个意义上,生命,尤其是智慧生命的出现,加快了能量的均布,大力促进了宇宙的无序化进程!

“我们猜测,宇宙嫌弃整个热寂的过程实在太慢,由此创造了生命,是不是如此呢?”

本小章还未完~.~,请点击下一页继续阅读后面精彩内容!

一团火文学推荐阅读: 英雄无敌在诸天末世小馆位面电梯超能灵卡师末世求生之最强领主我能往返末日星球最后人类两界走私商诸天之大汉扬威开局变成东北虎,被人直播曝光了我家冰箱里藏着一个异世界末世直播:我绑架了全人类火星建筑师诸天旅人:从成为二代僵尸开始从四合院开始穿越诸天宿主影视万物收集员星际狂人神奇宝贝之末世降临我能看见经验值末世逆行录电影世界十连抽末世大回炉全球降临之灾变求生星球大战:白银誓约超级基因优化液从西游穿越诸天我变成了个丧尸大宇宙时代从鹿鼎记开始的穿越诸天地球大融合混在诸界末日之无上王座逆行诸天万界我在万界打卡异常生物见闻录末世难行无限升级契约流港综奇异侦探事务所神级系统末世最强卡牌供应商超体战异形异能进化出笼记末世:最强养殖系统超神学院里的黄金舰队赛博朋克2077之无冕之王诸天万界的轮回客我当领主才不会只种田未来科技代理人冒牌异能者
一团火文学搜藏榜: 人在奥特:开局召唤帝皇铠甲从零级开始穿梭诸天无限之时空大盗丧尸!怪兽?外星人!?行尸走肉开始的万界末日诸天起源记开局:获得空间融合升级系统进化从山海经开始武神基因景阳岗上一猛虎电影世界畅游记守望黎明号无限典狱长我在漫威开酒店我有一个修真废土世界这真的是末世啊诸天:魔幻世界从指环王开始全领主时代无限电玩城汉朝圣手在现代万界时空大穿越核墟城市反转从林平之开始从超神学院开始的魂穿从超凡世界开始穿越诸天全球求生:百倍签到大穿越时代影视世界从三十而已开始收容控制从保护伞开始泰坦无人声人类毁灭之时异梦纪行从镇妖司开始横推诸天不正经的诸天漫游无限炼金时空主宰养成记生化末世的幸福生活超级基因战士穿越拦截者全球神祇之万界签到吞噬之内功宗师全球迷宫:只有我能看见提示暗物质之超能世界带着超市去末世超神学院之铠爹我有一枚圣文字灾厄降临:废土女王养成系统少女极地之旅我代表地球联姻异界公主玄幻之我在未来捡属性
一团火文学最新小说: 异相都市末世,提前觉醒庇护所超现实游戏:我是工程师星际开荒:我有一颗原生态的星球龙腾宇内恐怖通缉令星际江湖超弦空间生化王朝超级军火商异形转生星徒末世虫潮无限之万界公敌生化末世的幸福生活星河大时代生化之末世传说无限之高端玩家荒岛漂流记末世超级进化者大尸潮植物制卡师传奇超位面征服系统特勤舰队唯一男性适格者末世收割者星际农场主无限之宅魂召唤生化之我是丧尸末世危机之我能升级萌军机娘烈空无限之恶人无限打工终极大进化一睡万年末世重生之妖孽武布天下重生之蟒龙传说位面审判者斩破空宇末世之超市系统活在无限世界无限升级契约流无限之黑暗势力崛起最终信仰星战士神鬼召来时空旅行者的探险队末日之无限兑换