1. 生命中最绝望的定律“熵增定律”,为什么爱因斯坦却称它为最科学定律?
熵增定律为何让人绝望?连爱因斯坦也不敢怠慢,称它为第一定律!
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2. 自然界第一定律——熵增定律,指导美好人生
相信许多朋友都曾听过熵增定律,这是一条让科学家们都感到绝望的定律。为什么这样说?该定律究竟是什么意思?如何做才能对抗这一定律?
我们举一些生活中的例子,方便理解这一定律。
简言之,就是水只能从高处流向低处;热的食物会慢慢变凉;手机和电脑会越用越卡;房间会越住越乱,垃圾堆满无处落脚;你的衣服会越穿越破旧;你的日子也会越过越混乱……
它揭示了宇宙演化的终极规律,包含了所有非生命体和生命体的演化规律。
这听上去是不是很绝望?因为一切都是注定的,是无法改变的。
那么我们要让生活变得更好的唯一方式就是对抗熵增。
一个人的成长过程就是负熵的过程。
拒绝思维固化,秉持开放的思维,坚持终身学习,了解并吸取新事物;
同时打破依赖路径,勇于尝试,运用新方法挑战新项目,对抗职业倦怠;
生活中坚持锻炼,早睡早起,克服人性的弱点,时刻保持清醒;
时常打扫自己的办公桌和起居室,使其保持整洁、卫生。
每一次微小的自我放纵,都会遵循熵增定律,使好不容易建立起来的自律功亏一篑。
对抗熵增的过程虽然是反人性的,但却是我们通往美好生活的唯一方式。
3. 熵增定律,为什么会被称为令人绝望的物理定律?
自然界中的现象遵循着某一规律,物理学家通过不断观测,并进行大量实验,最终总结出了科学结论,这就是物理定律。事实证明,物理定律行之有效。如果没有物理学家前赴后继地发现新定律,人类的科技就不可能发展起来。
物理定律给人类带了无限的可能,基于物理定律,我们可以实现前人难以想象的事情,例如,人类登陆月球,无人探测器飞出太阳系。但同时,有些物理定律也给人类带了绝望,以致于一些物理学家宁愿不想发现它,这就是熵增定律,或称热力学第二定律。
那么,熵是什么?熵增又是怎么回事?为什么这条物理定律会让人类看不到未来?
一个冷的物体和一个热的物体相互接触,在正常情况下,冷的物体不可能把热量自发地传递给热的物体,让冷的物体更冷,热的物体更热,这就是热力学第二定律,物理学家克劳修斯是这个表述的提出者。只有热的物体才能自发地把热量传递给冷的物体,这个过程是不可逆的。
之所以空调和冰箱能够制冷,这并非是自发的过程,而是因为它们消耗了电能,同时还会产生一些废热。从能量角度来看,熵用于表征能够用于做功的能量(有用能)总和。有用能越多,熵越低。有能用消耗掉之后,熵会变得越来越大。
制冷器的制冷过程需要消耗电能,并向外界释放出热量,能量出现退化,这会导致宇宙的熵变大。人类以及地球上的所有生命活动也要消耗能量,用于对抗熵增,否则生命就无法存活,因为生命可以说是一种负熵体,最终的结果会导致整个宇宙的熵变大。
从微观角度来看,任何事物都是由各种粒子组成的。一个系统中粒子的有序度也可以用熵来度量,混乱的程度越低,有序的程度越高,熵也越低。
镜子中的原子有序排列,当镜子打碎之后,原子排列的有序度会降低,这意味着熵会增加。打碎的镜子无法自发复原,所以熵增是不可逆的。从某种意义上来说,熵增的方向就是时间流逝的方向,不可逆的熵使得时间不可逆转,时间只能朝着一个方向流逝。
目前的理论认为,整个宇宙是一个孤立系统。随着宇宙中的有用能量不断被消耗掉,混乱程度变得越来越大,熵将会不可逆转地增加。直到最终,有用能量耗尽,混乱程度达到最大,熵增加到最大,宇宙处于热力学平衡的状态。
到了那时,熵不再增加,时间将会到达尽头,宇宙也将失去生机,这就是理论预言中的宇宙“热寂”。如果不出意外,10^1000年之后,宇宙中的所有天体和物质都会衰变成轻子(比如电子、中微子)和光子,宇宙将会不可避免地达到最低能量的状态。
除非宇宙中存在能够任意操控单个粒子运动的“麦克斯韦妖”,或者宇宙之外还有其他宇宙提供能量,或者量子效应在满是轻子和光子的宇宙中发挥主导作用,我们的宇宙才有可能避免热寂的结局。
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4. 很多人都说熵增定律是物理学界最可怕的定律,它是怎样影响着我们生活的?
很多人都说熵增定律是物理学界最可怕的定律,它无时不刻影响着我们生活,在我们的生活中熵增定律的现象时时刻刻都在发生,大到宇宙星辰,小到粒子夸克,都无法逃脱他的魔爪。
熵增定理的定义是:热量从高温物体流向低温物体。大多数看到这句话可能就会望而却步,不理解其中的含义,其实举一个生活中常见的粒子完全能够帮你理解其中的含义,比如,一个炎热的夏日,你刚刚打完篮球,热的不行,心里想着要是能够吃一只冰棍就好了,在你思考的时间里,你来到了小卖部买了一根冰棍,但是呢你还没有吃几口,冰棍就化成了一滩水,这时候你会抱怨,这太阳也太毒了吧,但是呢你有没有思考过为什么会发生这种状况呢?其实这就熵增定律的一种表现。我们都知道非常的高,而冰棍的热量就很小,这时就发生了熵增定律。
向上面这种例子只是它的一个表现而已,我们要理解熵增定律首先就要明白熵是什么,它是热力学中表征物质状态的参量之一,由德国物理学家克劳修斯于1865年提出的,而我国物理学家在1923年根据热温商之意首次把他翻译为”熵“,其定义式为热量与物质的量成正比,他物理意义是体系混乱程度的度量,万事万物都无法对抗熵增定律,我们都了解太阳是有寿命的,虽然他现在正处于壮年时代,但总有熄灭的一天,而在太阳走向熄灭的过程中一直在发生着熵增定律的现象。
所以说呢,熵增定律其实就发生在我们身边的任何一个角落,囊括了世界万物,并且没有什么与之对抗的手段,难怪很多人都说这是物理学界最可怕的定律,因为它无时不刻影响着我们。
5. 熵增定律:为什么会被称为令人绝望的物理定律?
通过结合实验和数学,伽利略开创了科学研究的先河,从此物理学走上了快速发展的道路。此后,牛顿发扬光大,建立了牛顿力学,成为经典物理学的开创者,他也被冠以人类史上最伟大的物理学家。
在牛顿之后,又有麦克斯韦、普朗克、爱因斯坦、玻尔、狄拉克、费曼、薛定谔等一众物理学家,发现了一系列新的物理学定律,极大改变了人类对于世界的认识。不仅如此,人类利用物理学定律发展出了现代科技文明,彻底革新了人类的生活。
然而,物理学定律在造福人类的同时,有一条物理定律却给人类带了绝望,以致于有的物理学家发出感叹,宁愿不要发现它。这条定律预示着宇宙必然会走向不可逆转的毁灭,它就是熵增定律。那么,熵增定律是怎么来的呢?
这还要从热力学的发展说起。大量的实验表明,能量是守恒的,它们不会凭空出现和消失,只会在不同形式之间转换,这就是能量守恒定律,也称热力学第一定律。这一定律的诞生,让不消耗能量却能做功的永动机化为泡影。
此后,又有人设想建造另一种永动机,这种机器可以从自然界中吸收热量,然后以此来驱动机器做功,这并不违背能量守恒定律。然而,无论怎么尝试,这类永动机也是没有造出来,原因在于还有未知的热力学定律在起作用。
1824年,物理学家卡诺在研究热机时发现,热量并不能被百分百转换为能量,其热效率正相关于高温和低温热源的温差。为了定量描述热机的能量耗散,克劳修斯在1865年引入了一个常数——熵。
熵可以表征无用能量的多少,无用能量越多,熵越大;有用能量越多,熵越小。热机在运行过程中,会产生无用的热量,例如,机械结构之间相互摩擦所产生的热量,这些热量不能用于做功,系统的熵会变得越来越大。
由此可见,能量的转化和传递是有方向性的,低温热源的热量不会自发地传递给高温热源,热量不能自发并且全部转化为功。因此,熵的值只会变得越来越大,并且是不可逆转的,这就是熵增定律,亦称热力学第二定律,它表明第二类永动机也是不可能实现的。
1877年,物理学家玻尔兹曼进一步扩展了熵的概念。他发现,系统的熵与其微观状态数量有关。倘若系统的微观状态数量越多,意味着系统越混乱,表明熵值越大。一个系统的有序度只会自发地变得越来越低,熵会逐渐增加。
那么,为什么熵增定律十分特殊?为什么它可以预示宇宙的最终结局呢?
对于其他物理定律,它们都是关于时间对称的,无论是时间正向还是逆向流逝,都没有任何区别,例如,一颗小球从空中自由落体到达地面,如果从地面以小球的落地末速度,把小球竖直向上扔出,该小球又会到达原有的高度。
然而,熵增定律却非常特殊,熵只能增大,水和乙醇混合后不会自发分离,玻璃打碎后也无法自动复原。熵增定律表明,时间的流逝方向是单一的,只能向前流逝,这是牛顿和爱因斯坦的物理学所无法解释的。不仅如此,这条定律还设定好了宇宙的结局。
宇宙诞生于138亿年前的低熵状态,随着宇宙的演化,无序度越来越高,有用能量被逐渐消耗掉,宇宙的熵在不断增大。虽然宇宙中形成了很多有序结构和低熵体,例如,恒星、星系和包括人类在内的地球生命,但这些都需要消耗宇宙的有用能来维持低熵状态,所以总体上还是会导致整个宇宙的熵变大。
因此,宇宙之形成以来,就注定朝着熵最大的方向在演化。最终,行星会脱离原有的轨道并解体,原子四分五裂,质子发生衰变,黑洞蒸发殆尽,只留下光子以及轻子。
宇宙迟早会迎来无序度最高、有用能耗尽的最大熵状态,这就是热寂的结局,预计时间是在10^1000年以后。当然,这个时间对于渺小的人类而言非常漫长,我们还有足够的时间来保持低熵的状态。
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6. 熵增定律是怎样的,它为何是最让人绝望的物理定律?
熵增定律能使宇宙的能量和热量达到越来越高,直到不能进行交换能量,宇宙的能量和热量开始从有序到无序的变化,当宇宙达到热力平衡,时间就没有任何的意义。
从物理的角度来讲,我们可以将熵看成一个衡量系统能量混乱度的物理的量。熵底的系统,有序程度高,熵高的系统就比较混乱。从能量的角度可以理解为,能量在转换的过程中无法实现100%的利用,总有部分能量被消耗掉,变成混乱无序的热能。这部分能量导致了熵增,熵增定律在很多自然现象中都可以提现出来。因为这是自然界自然的发展方向,就是从有序到无序的转变。
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熵增定律在物理分子上也有很直观的解释,就是由于分子间存在碰撞等能量的交换,所有的分子都会有变层,无规则混乱无章相对运动最低的趋势,不会出现局部分子速度跟周边分子速度存在巨大差异的情况。在宏观上表现为物质的能量,都有向热能转化的趋势,就像是高温向低温转化一样,因为温度便是分子无序运动这就是物理特性。
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S=K.log W这个就是玻尔兹曼输运方程,关于此方程描述的系统,一个经典的例子是空间中一具有温度梯度的流体。构成此流体的微粒通过随机而具有偏向性的流动使得热量从较热的区域流向较冷的区域。另外的一个就是我们要还要理解熵的概念。
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有序和无序只是便于理解,实际上无序是大概率的意思,有序是小概率。事物总是往大概率方向发展,就是增熵。
熵增定律也是一个让人绝望的定律,如果把整个宇宙想象成一个孤立的系统,那么宇宙的熵就会越来越多,直到宇宙不再进行能量的交换,如果没有能量的交换宇宙就会停止运行。这就是“热寂说”。熵达到最大值,不再增加,全宇宙达到热力学平衡,处处均匀,时间就会失去意义。
总的来说,熵在宇宙中越来越多就会使宇宙没有能量,会停止运行,它也会使宇宙从有序的转变成无序的,让宇宙达到热力学平衡,进而时间在宇宙中就没有意义了。
7. “熵增定律”为什么被称为最令人绝望的定律?
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8. 熵增定律太可怕了!地球万物仅一个定律就能概括
薛定谔曾经说过“生命以负熵为生”,而爱丁顿爵士也表示自然界最至高无上的原则就是熵增定律,它充分的说明了整个地球文明的本质和精髓,那么 宇宙 的终极定律真的就只需要一条熵增定律就能够解决吗?为什么很多人说熵增定律太可怕了,了解之后你一定会细思极恐!
熵增定律是什么意思 熵增定律本来是热力学中的一个基础定律,它主要是表述了热量只能从高温部分传输给低温部分的无法逆转的过程,其中熵就是物体最为混乱的状态,所以如果没有外界力量的输入,那么原本的事物就会很快处于一个混乱的状态,而熵的增长是一个不可逆的过程,所以这个定律也被认为是物理学上最绝望的定律。
熵增定律太可怕了 而人们之所以会将熵增定律认为是可怕的,其实就是因为几乎世间万物都避不开这个定律,最典型的就是企业,如果企业中没有新的血液注入,比如优秀的员工,创新的科技等,那么公司就很容易陷入僵化的管理氛围,从而最终走向无序和灭亡,而这个过程是除了引进外部势力外,无法用其他方式解决的。
就算是对于我们自己个人的状态来说,熵增定律也是一样的,你是不是经常会发现自己明明每一天的生活都差不多,但屋里的东西基本上都是趋于越来越乱,必须要隔段时间收拾一次才可以,而这种过程其实就像是熵在增加的过程,而且你发现没有人们总是更容易变得懒散,而自律坚持起来则是越来越困难的。
所以熵增定律之所以可怕,其实就是它意味着不管是地球上的任何一种生命,只要是封闭自己没有突破,那么最终都会陷入混乱,无一例外,可以说是一种世界上最让人沮丧和丧失信心的定律,这就意味着懒散和堕落是人生的唯一结果,除非你不放弃奋斗和改变,所以说熵增定律简直就是赤裸裸的人类真相,这也是为什么熵增定律是最绝望的定律。