規模 複雜世界的簡單法則 熵

2022-07-20 11:27:13 字數 755 閱讀 2753

2023年, 德國物理學家魯道夫.克勞修斯提出了熵[1]

的概念, 即所有事物通過能量和資源的交替變化相互作用帶來的基本的, 普遍的性質. 每當能量被利用或轉化以知道或維持乙個封閉系統的秩序時, 某種程度的混亂便是不可避免的----熵趨於增大.

19世紀,工程師在關注蒸汽機效率這個問題的時候,水要達到多熱,要加入什麼樣的沸騰的物質才能讓蒸汽機效率更高等等,為解答這些問題,熱力學誕生了,並引入了熱量、溫度、能量等概念。並出現了熱力學定律,這個時候的熱力學定律是為了解釋熱量是如何流動。隨著科學家了解深入,以及為了更好的理解宇宙進化及時間流逝,熱力學第二定律出現了熵這個概念。

自然形成的沙堆熵值很高, 沙雕熵值就很低

回到我們上面的沙堆那個栗子裡。如果我們把上圖中的沙堡放在風中,很快這個沙堡中的沙粒會被風吹走,重新形成熵值更高的沙堆。在物理學原理裡,沒有哪條物理原理規定風不能將沙粒吹起,並精確的按照沙堡的形狀擺放。從原則上說,風可以把沙粒吹起,並堆疊成乙個沙堡。但它就是絕對不可能發生。而另一種可能性卻不能避免,即風會將熵值很低的沙堡吹成熵值很高的沙堆。這吻合了熱力學第二定律,也就是為什麼可稱之為「熵增定律」。正是熵增定律,解釋了一切事物都是從有序趨向無序,也就說宇宙也是從有序走向無序,即xx億年後,太陽也會從有序的球體**為無序的氣體和粉塵,即星雲。

太陽的命運也說明了其它恆星的命運,即所有的恆星最終都會消亡,屆時整個宇宙會陷入無邊的黑暗,進而宇宙消亡。

引用< >

"熵"一詞是"變化"或"進化"的希臘語翻譯 ↩︎

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