恶魔在纽约

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恶魔在纽约_最新章节第三章 永不消减的无序



    “那么。按照你所表述的情况,我觉得用可以用熵能这个词语来概括这种神奇的能量。”但显然进入学术和研究模式的史蒂夫并没有害怕的感觉,反倒在皱眉思考许久之后,慢慢变得兴奋起来。“熵的概念是由德国物理学家克劳修斯提出的,用来表示在动力学方面不能做功的能量总数,但同时也意味着在一个系统当中的无序情况。任何一种能量在空间中分布的均匀程度,能量分布得越均匀,熵就越大。但是在动力学甚至其他方面,这些能量都是没有做功的,也就是像你所说的,不会自行挥任何作用。”

    “按照能量守恒定律,热和功应该是等价的。但我们都知道,功可以全部转化为热,热产生功却必须伴随有热向冷的耗散。不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响。比如,我们能够把汽油含有的能量转化成动机的能量,但是随之而来也会产生大量的热能和废气。即使科技再达,也无法将被浪费的能量减小至零。用数字来表述,就是我们不可能用1oo热转化为同样能级的1oo功,这个过程中,必定有一部分热是没有转化为功的,这一部分,就是我们所说的‘熵’。”

    “直白一点地说——熵就代表着无序和混乱(实质是随机运动),代表着无效能量。任何粒子的本来常态都是随机运动,也就是无序运动,如果想要让让粒子呈现‘有序化’,即有目的性的运动,必须耗费能量去干涉。所以,能量可以被看作‘有序化’的一种度量。而当一种形式的‘有序化’转化为另一种形式的‘有序化’,必然同时伴随产生额外的某种‘无序化’。一旦能量以‘无序化’的形式存在,就无法再利用了,除非再从外界输入新的能量,让无序状态重新变成有序状态。但这样又会产生新的‘无序化’,因此,不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零,这就是‘熵增定律’,也称为热力学第二定律,表明了在自然过程中,一个孤立系统的总混乱度(即‘熵’)不会减小。”

    “如果我们把热力学第一(能量守恒)、第二定律运用于宇宙,这一典型的孤立系统,将得到这样的结论——宇宙能量守恒,宇宙的熵不会减少,最终将不断增加,直到趋于极限值。在这个过程中,宇宙进一步变化的能力越来越小,一切机械的、物理的、化学的、生命的等多种多样的运动逐渐全部转化为热运动,最终达到处处温度相等的热平衡状态,这时一切变化都不会生,宇宙处于死寂的永恒状态。这就是热寂(heatdeath)论!但我们一直无法确定热寂论是否真实,因为人类对于宇宙的理解还远远不够,宇宙是处于不断膨胀状态吗?是不稳定的热力学模型吗?如果是!那么熵就不存在理论上的最大值。”

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