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“熵”,到底是什么?简单的汉字背后,竟蕴含着“生命死亡”奥秘

时间:2019-08-28 20:43:09 来源:搜狐 编辑:唐丽强

今天读一本书,偶然间看到“熵”这个字,本以为是个寻常不过的汉字,谁知道了解之后,令人大吃一惊。它背后所隐含的奥秘、哲学、道理,无不让人称奇。它甚至还能解开宇宙和生命的奥秘。究竟怎么回事,且听作者分解。

“熵”,是一个物理学用词,是关于混乱度的度量单位,当一个系统的混乱度越高它的熵就越高。并由此,产生了物理学上的热力学第二定律:

不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响,或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。

这个定理,又称为“熵增定律”。定理表明在自然过程中,一个孤立系统的总混乱度(即“熵”)不会无缘无故的减小,要想使其熵值变小,必须要有外力或制度约束影响。

举个例子:一个幼儿园中,有30个人和40把椅子。开学第一天,老师说“大家可以任意选择凳子坐”,那么对于这个班级的学生排座来说,老师完全无法预测谁坐哪,也不知道哪把凳子会空着或者被人坐了,于是此时“排座”这个系统最为混乱,即“熵”达到最大值。

第二天,老师加了一个条件“第一排必须坐满人”,于是对于这个系统来说,相比前一天混乱程度降低了;第三天,老师给每个学生进行了排序,每个学生对应唯一的座位,那么对于这个系统来说,混乱程度是最低的,即“熵”达到了最低值。

同时,熵增原理还指出:在孤立系统中,体系与环境没有能量交换,体系总是自发的向混乱度增大的方向变化,使整个系统的熵值越来越大。

同样有个例子加以说明:比如一间没人照料的屋子,在没有界外参与的情况下,只会越来越脏。屋子里的每一粒灰尘总会自发地落到地板上,经日积月累平铺成一层灰。

这个过程其实就是“熵增原理”的体现。这时候你如果要降低这个熵值,想把它收拾到你想要的状态,就必须吃饱了拿着拖把要忙上半天的时间。

如果将“熵增定律”应用在一个人体的系统或宇宙系统上,那么这个系统的熵值也是会不断增大的,会从有序性逐渐变化成无序性。直至一个人死亡,熵值达到最大。

1947年量子力学先驱者薛定谔就曾指出,熵增过程也必然体现在生命体系中。不过生命却具有抵抗自身熵增的能力,直观来说,生命就是靠汲取环境中的负熵来生存的。最显著的汲取负熵的例子就是吃饭,然而这种从环境中汲取负熵的行为本质上其实还是增熵。因为人在生存制作食物的过程中增加的熵与弥散的热量要远大于吃饭的减熵。

因此,在熵增的宇宙中,人类所进行的减熵行为仅仅是一个转瞬即逝的泡沫,低熵体和减熵体注定只能在不断熵增的宇宙中,存在有限的时间。

熵增的必然性注定了生命只能从有序走到无序,最终走向死亡。利用这个定理,也算解开了人类死亡和宇宙消亡之谜。

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