是的,,題主描述的感覺很對,,熱力學(xué)第二定律確實(shí)給人一種“悲從中來”“生無可戀”的感覺。感到了宇宙的黑暗和社會的墮落,。 我在另外兩篇回答《有哪些物理定律的原理的詮釋震撼了你的三觀》和《物理學(xué)四大神獸掐架誰會贏》中都說過熱力學(xué)第二定律,,在頭條號文章《孤獨(dú)的旅人:玻爾茲曼》中也講述過大神玻爾茲曼的故事,有興趣可以移步去看一眼,,如果不想移步,,那我在這里說,我盡量說的更詳細(xì)一些,。 熱力學(xué)第二定律主要說的是一個孤立的熱力學(xué)系統(tǒng)會沿著熵增的方向發(fā)展,,最后達(dá)到平衡狀態(tài)。 這個結(jié)果太恐怖了,,我們都知道“生命在于運(yùn)動”,,那么完全平衡是一個多么恐怖 的狀態(tài)。如果把宇宙看做一個孤立的熱力學(xué)系統(tǒng),,那么宇宙的終點(diǎn)就是一片死寂,,將沒有能量維持物質(zhì)的運(yùn)動和生命的存在,這就是“熱寂說”,。 為了破解這種恐怖的平衡,,麥克斯韋派出了麥克斯韋妖,。 “我們知道,在一個溫度均勻的充滿空氣的容器里的分子,,其運(yùn)動速度決不均勻,,然而任意選取的任何大量分子的平均速度幾乎是完全均勻的。讓我們假定把這樣一個容器分為兩部分,,A和B,,在分界上有一個小孔,再設(shè)想一個能見到單個分子的存在物,,打開或關(guān)閉那個小孔,,使得只有快分子從A跑向B,而慢分子從B跑向A,。這樣,,它就在不消耗功的情況下,B的溫度提高,,A的溫度降低,,而與熱力學(xué)第二定律發(fā)生了矛盾”。 這個能見到單個分子的存在物就是麥克斯韋妖,,這個妖精有極高的智能,,可以追蹤每個分子的行蹤,并能辨別出它們各自的速度,。 麥克斯韋據(jù)此認(rèn)為,,只有當(dāng)我們能夠處理的只是大塊的物體而無法看出或處理借以構(gòu)成物體分離的分子時,熱力學(xué)第二定律才是正確的,,并由此提出應(yīng)當(dāng)對熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用范圍加以限制,。 可是偉大的麥克斯韋給予這個妖精的功能太強(qiáng)大了,首先可以追蹤每個分子的行蹤,,其次要能辨別每個分子的速度,,這個功能太逆天了,但既然是妖,,有些逆天功能也屬于正常,。 對麥克斯韋妖的圍剿要等到信息論的出現(xiàn),得到或者擦除信息都同樣需要能量,,就是說麥克斯韋妖要想得到分子速度的信息必須消耗能量,,這樣就增加了熵,而且,,熵的增量比麥克斯韋妖為了平衡熵而失去的量還多,。 連和牛頓并稱的麥克斯韋都失敗了,那該腫么辦?難道我們就只能等待著死寂降臨,,那我們還奮斗個什么勁啊,,干脆去醉生夢死算了,不過不要著急,,既然說的是宇宙,,那就麻煩天文學(xué)家出場吧,畢竟他們的征途是星辰大海,。 1929年,,哈勃發(fā)現(xiàn)“所有星云都在彼此互相遠(yuǎn)離,而且離得越遠(yuǎn),,離去的速度越快”,,并且提出了宇宙膨脹學(xué)說,意思就是整個宇宙正在不斷膨脹,,星系間離得原來越遠(yuǎn),,是膨脹的結(jié)果,,而不是任何斥力的結(jié)果,。 說形象一點(diǎn)就是,宇宙就好像是一個正在膨脹的氣球,,氣球上的點(diǎn)就好像是星系,,由于氣球的膨脹,氣球上的點(diǎn)的距離也會不斷變大,。 還記得“熱寂說”的前提嗎,?就是宇宙是一個孤立的熱力學(xué)系統(tǒng),就是一個宇宙是一個靜止的氣球,,而不是不斷膨脹的氣球,,現(xiàn)在宇宙膨脹了,“熱寂說”的前提就不存在了,,那么“熱寂說”自然也就不存在了,。 好了,我們現(xiàn)在恢復(fù)了對宇宙的希望,,但是對人類社會的擔(dān)心還沒有消除,。 按照熱力學(xué)第二定律,人類社會最后還不是一樣死水一潭,,那么我們真的沒必要繼續(xù)奮斗了,,反正結(jié)果都是一片混沌,是大家都一樣,,那怎么辦呢,? 這個論調(diào)在當(dāng)時比“熱寂說”影響還大,畢竟這是關(guān)系我們自身的大事。 不過還是要看前提,,熱力學(xué)第二定律的前提是孤立的熱力學(xué)系統(tǒng),,人類社會根本就不是熱力學(xué)系統(tǒng)啊,何止人類不是,,就是蜂群,、蟻群也不是,這些都是自適應(yīng)系統(tǒng),,當(dāng)然熱力學(xué)第二定律不會起作用了,,所以我們還是要努力建設(shè)美好的明天,就算真是這樣,,我們也不要灰心,,電工劉不是說過嗎,“給歲月以文明,,而不是給文明以歲月”,。 不過還是有一個更大的詰難,那就是依照熱力學(xué)第二定律,,是不能產(chǎn)生生命的,,無論如何,生命都是一個低熵體,,如果宇宙之初沒有產(chǎn)生生命,,那么宇宙的熵越來越大,怎么會出現(xiàn)生命呢,? 這叫做“駱施密特悖論”,,當(dāng)然“駱施密特悖論”不是這么說的,我說的形象了一點(diǎn),。 針對這一悖論,,玻爾茲曼指出:熵增過程確實(shí)并非一個單調(diào)過程,但對于一個宏觀系統(tǒng),,熵增出現(xiàn)要比熵減出現(xiàn)的概率要大得多,;即使達(dá)到熱平衡,熵也會圍繞著其最大值出現(xiàn)一定的漲落,,且幅度越大的漲落出現(xiàn)概率越小,。 就是在熵的漲落中,以極小的概率出現(xiàn)了熵減少的現(xiàn)象,,那么生命就這么出現(xiàn)了,,熵的漲落理論造成我們這個秩序井然的低熵體世界,從一片混沌無序中有了地球的產(chǎn)生,,有了低熵體生命,,對于生命產(chǎn)生的理論玻爾茲曼的解釋比達(dá)爾文還要基本,因?yàn)槲锓N起源都是建立在低熵的世界上。 好了,,看到這里,,相信題主已經(jīng)又燃起了生活的希望,那我們一起關(guān)注,,一起點(diǎn)贊,,一起評論,一起轉(zhuǎn)發(fā)吧,。 |
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