一个让人感到绝望的物理定律,科学家:宁愿不知道它存在

一位伟人曾说过 , “技术”是最重要的生产力 , 它不仅能够推动文化的发展、给文明发展指明方向 , 同时也是人类改造物质世界的力量 。
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现实确实如此 , 在人类文明近万年的发展过程中 , 科学技术绝对称得上是第一推动力 , 在整个文明进程中占据了重要的主导地位 。
比如古代技术的出现 , 让人类摆脱了茹毛饮血的生活方式 , 进入了自给自足的农耕社会 。 而随着近代自然科学的出现 , 人类的文明发展又进入了新的阶段 , 生活质量和生活水平相比之前都有了质的飞跃 。
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然而 , 随着文明的不断发展、对世界探索程度的逐渐加深 , 人类在科学的指引下找到发展方向的同时 , 也知道了一些颠覆以往认知甚至是让人心生绝望的事实 , 比如说让许多科学家表示宁愿不知道它存在的——“熵增定律” 。
一个物理定律为什么会让人如此恐惧呢?它究竟隐藏着怎么样的秘密和绝望事实呢?要探究这些问题的答案 , 首先要知道什么是“熵(shāng)增定律” 。
相比“熵增定律”这个有些拗口的名字 , 它的另一个名称——热力学第二定律就要显得简单和直观得多 。
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这个定律的提出者是德国物理学家鲁道夫·克劳修斯 , 他在1850年发表的关于热的力学理论论文中 , 第一次明确指出了热力学第二定律的基本概念 。
它既然叫做“热力学第二定律” , 那么就离不开热量和力 。 所以在通常情况下 , 它被用于描述热量从高温热源向低温热源移动的过程 。
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需要注意的是 , 这个传递的过程是不可逆的 , 同时还有一个非常重要的前提——在孤立的系统中 。
在进一步思考之后 , 鲁道夫·克劳修斯在1855年引入了”熵“的概念 。 它是对系统混乱(无序)程度的度量 。
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简单来说 , 孤立系统内越混乱 , 这个系统的熵就越高 , 它是不可逆且持续增加的 , 当其达到最大值时 , 系统就会走向永恒的灭亡 。
可能许多人好奇 , 熵在什么情况下就算达到最大值了呢?通俗来说 , 就是系统内所有基础结构完全放飞自我 , 达到一种宏观平衡的时候 。
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就像一辆公交车 , 当里面站满了乘客 , 并且每个乘客的脚都有自己的落点位置时 , 这就是一种宏观上的平衡 。
再举一个便于理解的例子:在下雪的夜晚 , 封闭的操场上由于没人走动雪会越积越多 , 因为每一片雪花都会自发地落到地面 , 然后堆积起来平铺成非常平坦的一层 。 此时就是熵值最大的时候 , 因为达成了宏观平衡 。
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或许有人会说 , 此时将操场上的雪全部清理出去 , 就不是将操场内的熵降低了吗 , 为什么还说它是一个不可以逆转的过程呢?
有这个疑惑说明你对熵增定律还没有真正理解 。 由于扫雪这个动作需要外界能量进行驱动 , 而在能量转换率不可能达到百分百 , 必然会产生额外的热量 , 额外的热量加上扫雪所做的功 , 其实是大于扫雪让操场减的熵 , 所以从操场这个孤立的系统中来看 , 它的熵值依旧是增加了 , 并没有因为雪的减少而减少 。