大系統觀:1.3無序就是熵增
無序到底是什麼呢?
這次不問度娘了。
俺直接說俺的理解,無序其實就是:“無規矩、不整齊、無條理、不能分辨”。一個字,“亂”。再透徹點,就是“沒用!”。
熵增原理
童鞋們,上課了!還記著這個老頭麼?
還是回到高中時代的物理課堂上吧,文科生更需要來補補課。如果你連這也懶得看,那也可越過,你只要先看懂並認可這一條:
總體上,這個世界越來越亂,越來越無序,而且沒法恢復。無序的程度就叫“熵”。熵隨時間一直在增長。
好吧,文科生可以越過下面的公式了,理科生繼續!
熱力學有一條定律,叫做“熱力學第二定律”,是克勞修斯和開爾文提出來的。公式是醬紫滴:
這個S呢,就叫做“熵(entropy)”,等於物體的熱量Q和它的溫度T的比值Q/T;dS就表示“熵的變化量”。熵增的意思就是dS恆大於0。這就是熵增原理。
熵增原理很不好解釋,但對於我們理解世界,理解系統,進而建立系統觀,是十分重要的,因此一定要把這裡看懂。我先簡化一下。
先從大家一個常用的例子開始。
有一個杯子,裡面裝著水,它的溫度是T1,它包含的熱量是Q1,
它的熵S1=Q1/T1。
有一個小冰塊,它的溫度是T2,它包含的熱量是Q2,它的熵是
S2=Q2/T2。
現在,把冰塊投入杯子裡。冰化了。
新的水,溫度相同了,是T,熱量是Q,熵是S=Q/T。
我們可以從能量守恆定律知道:Q=Q1+Q2
好,那麼問題來了!
T是多少呢?
俺不告訴你,也沒啥太大意義。俺要告訴你的是:
S>S1+S2,恆大於!
也就是說,熵的變化量:
dS=S–(S1+S2)>0
恆大於!恆大於!恆大於!
重要的事情說三遍。
上述結論數學上是可以證明的。俺就不證了,嗷!
這裡還有一個事實:這個物理過程是單向的、不可逆的。也就是說,你不可能再把這杯新的水還原成原來的那杯水和冰塊了。因為熱量只能從溫度高的物體流向溫度低的物體,不可逆。你可以再深一步想,如果用的是兩塊不同溫度的鐵塊放一起呢?也是一樣的,你能把鐵塊再次分開,但是它們的溫度回不到原來各自的狀態了,它們的熵,不可挽回地增加了!
這就是熱力學第二定律,也就是熱力學的“熵增原理”,原本也沒什麼。可是後來有人把它整大了。
有好事者又曰:恆大於!恆大於!恆大於!單向的、不可逆的!這裡有事兒啊!如果一直這麼發展下去,整個世界,整個宇宙,不就趨於溫度相同了麼?那世界就沒有差別了!那什麼運動就都沒有了!那生物也都得死了!這個世界最終將歸於沉寂!嚇死寶寶了!
這就是“熱寂理論”。這個悲觀的論點就是開爾文提出的,就是開氏溫度的那個開爾文。他說絕對零度是-273攝氏度。那就是宇宙死亡的溫度。熱寂理論一經提出就成為了一個惱人的哲學問題。
熱寂理論、熵增原理、熱力學第二定律,在現代系統論當中都是一回事,一般的提法是熵增。後來人們發現,熱力學的熵增原理可以推廣到很多方面,甚至從自然界推廣到人類社會。
在系統論當中,“熵”表示“無序的程度”。
現在我們可以有請度娘了。
看到度娘告訴我們的薛定諤的話了麼?
人生的意義就在於抵抗熵增!
度娘還告訴我們,所謂“沒用”,實際上也是來自的熱力學說法。因為熱力學的之所以能產生動力,本質上說就是兩個物體交換熱量。剛開始時兩個物體存在溫差,可以對外提供能量,但時間一長,兩個物體溫度相同了,它就不能對外提供能量了,即,沒用了,此時熵增加了。而兩個物體在交換熱量的前後,總熱量是不變的。
我們每個人,都在持續熵增中,死後繼續熵增。
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