08.27 “熵”,到底是什麼?簡單的漢字背後,竟蘊含著“生命死亡”奧祕

今天讀一本書,偶然間看到“熵”這個字,本以為是個尋常不過的漢字,誰知道了解之後,令人大吃一驚。它背後所隱含的奧秘、哲學、道理,無不讓人稱奇。它甚至還能解開宇宙和生命的奧秘。究竟怎麼回事,且聽作者分解。

“熵”,是一個物理學用詞,是關於混亂度的度量單位,當一個系統的混亂度越高它的熵就越高。並由此,產生了物理學上的熱力學第二定律:

不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產生其他影響,或不可能從單一熱源取熱使之完全轉換為有用的功而不產生其他影響,或不可逆熱力過程中熵的微增量總是大於零。

“熵”,到底是什麼?簡單的漢字背後,竟蘊含著“生命死亡”奧秘

這個定理,又稱為“熵增定律”。定理表明在自然過程中,一個孤立系統的總混亂度(即“熵”)不會無緣無故的減小,要想使其熵值變小,必須要有外力或制度約束影響。

舉個例子:一個幼兒園中,有30個人和40把椅子。開學第一天,老師說“大家可以任意選擇凳子坐”,那麼對於這個班級的學生排座來說,老師完全無法預測誰坐哪,也不知道哪把凳子會空著或者被人坐了,於是此時“排座”這個系統最為混亂,即“熵”達到最大值。

第二天,老師加了一個條件“第一排必須坐滿人”,於是對於這個系統來說,相比前一天混亂程度降低了;第三天,老師給每個學生進行了排序,每個學生對應唯一的座位,那麼對於這個系統來說,混亂程度是最低的,即“熵”達到了最低值。

“熵”,到底是什麼?簡單的漢字背後,竟蘊含著“生命死亡”奧秘

同時,熵增原理還指出:在孤立系統中,體系與環境沒有能量交換,體系總是自發的向混亂度增大的方向變化,使整個系統的熵值越來越大。

同樣有個例子加以說明:比如一間沒人照料的屋子,在沒有界外參與的情況下,只會越來越髒。屋子裡的每一粒灰塵總會自發地落到地板上,經日積月累平鋪成一層灰。

這個過程其實就是“熵增原理”的體現。這時候你如果要降低這個熵值,想把它收拾到你想要的狀態,就必須吃飽了拿著拖把要忙上半天的時間。

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如果將“熵增定律”應用在一個人體的系統或宇宙系統上,那麼這個系統的熵值也是會不斷增大的,會從有序性逐漸變化成無序性。直至一個人死亡,熵值達到最大。

1947年量子力學先驅者薛定諤就曾指出,熵增過程也必然體現在生命體系中。不過生命卻具有抵抗自身熵增的能力,直觀來說,生命就是靠汲取環境中的負熵來生存的。最顯著的汲取負熵的例子就是吃飯,然而這種從環境中汲取負熵的行為本質上其實還是增熵。因為人在生存製作食物的過程中增加的熵與彌散的熱量要遠大於吃飯的減熵。

因此,在熵增的宇宙中,人類所進行的減熵行為僅僅是一個轉瞬即逝的泡沫,低熵體和減熵體註定只能在不斷熵增的宇宙中,存在有限的時間。

“熵”,到底是什麼?簡單的漢字背後,竟蘊含著“生命死亡”奧秘

熵增的必然性註定了生命只能從有序走到無序,最終走向死亡。利用這個定理,也算解開了人類死亡和宇宙消亡之謎。

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