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宇宙为啥越来越混乱,因为藏着一个定理(熵概念)

我要新鲜事2023-05-17 04:52:040

在我们的日常生活中,我们不小心打碎了玻璃,最后把它们扔掉,因为我们知道破碎的玻璃是不可能或很难修复的。这种情况在我们的生活中随处可见,建一栋楼需要数月甚至数年的时间,但拆毁它只需要几天甚至更少的时间,而且容易得多。

熵是一种物理抽象概念,与热力学第二定律是不可分割的。熵本质上是一个统计原理,它描述了一个封闭系统的混沌程度。换句话说,熵是衡量物质混沌程度的物理指标。熵越大,物体越乱。相反,熵越低,物体越有序。宇宙中混乱的总量只会增加,而不是减少。换句话说,我们的宇宙只会变得越来越混乱,而这一趋势是不可阻挡的。

克劳修斯将熵的概念引入热力学定律,提出了熵增定律。孤立系统总是趋向于增加熵,即趋向于混沌。在没有外界干预的情况下,秩序只能走向混乱,而不能反过来。一个玻璃杯,即使没有被我们打碎,时间长了也会消失,变成一种无序的状态。现实生活中有很多这样的例子,所以我们就用一个流行的例子来更好地理解熵是如何增加的。

比如我们每天都打扫房间,如果长时间不打扫,房间就会变得混乱,也就是房间的熵变大。打扫之后,房间变得更干净、更有条理,熵也会减少(这个例子没有那么严格,但更容易理解熵)。这里的重点是打扫房间后,房间变得有秩序,熵减小,这与熵原理并不矛盾。因为你是为了"创造一个充满外部能量(你自己的能量)的有序环境。当你构建一个熵减少的环境时,你所想到的任何行动都会产生更大的熵增加。

简单地说,当你打扫你的房间并使它更有秩序时,房间的熵就会减少。但是当你在做这些的时候,你肯定会产生更多的熵,更多的无序,因为你引入了外部能量。熵的增加也是时间方向的一个很好的描述。时间只有一个方向,叫做“时间之箭”,它只能前进,永远不会停止。

增加熵可能是这个世界的本质。我们无法阻止宇宙不可阻挡地走向熵的增加,并最终走向完全无序。

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