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熵增原理为什么绝望呢（究竟揭示了什么样的真相）

日期：2024-07-09 19:45:17 浏览： 100

宇宙万物都有起点和终点，无论是大到宇宙还是小到我们人类，最终都会迎来一个结局，那就是死亡。为什么万事万物最终都会迎来死亡和湮灭呢？或许有人会回答，这就是宇宙规则，宇宙不允许永生，无论是人类还是天体，在到达了一定限度之后，都将面临终结。那么究竟是谁在背后操纵着万物的生死呢？科学家经过研究之后，终于发现了操纵者的真面目。它就是熵值。伟大的物理学家薛定谔曾经说过“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宇宙的本质和精髓，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！

什么是熵？

熵是一个描述系统无序程度的物理量，它反映了系统中能量分布的均匀性。系统的熵越大，说明系统的无序程度越高，能量分布越均匀，系统的有用能量越少。相反，系统的熵越小，说明系统的有序程度越高，能量分布越不均匀，系统的有用能量越多。举个例子，一杯冰水中有冰块和水两种状态的水分子。冰块中的水分子结构紧密有序，温度低；水中的水分子结构松散无序，温度高。这时候，冰水系统的熵是比较小的，因为能量分布不均匀。但是随着时间的推移，冰块会慢慢融化，水分子会慢慢混合，最终达到一个平衡状态，所有的水分子都变成了液态，温度都相同。这时候，冰水系统的熵就变大了，因为能量分布更加均匀了。

什么是熵增定律？

熵增定律是由德国物理学家鲁道夫·克劳修斯于1850年提出的热力学第二定律。它告诉我们，在一个孤立的系统中，任何自发性的过程都会导致系统总体的熵增加或者保持不变，而不可能导致系统总体的熵减少。换句话说，在自然界中任何形式的能都会很容易地变成热，而反过来热却不能在不产生其他影响的条件下完全变成其他形式的能，从而说明了这种转变在自然条件下也是不可逆的。

举个例子，一台汽车引擎可以把汽油中储存的化学能转化为机械能来驱动汽车行驶。但是，在这个过程中，并不是所有的化学能都被完全转化为机械能了，还有一部分化学能被转化为了热和声音等其他形式的能量，并散失到周围环境中去了。这些散失掉的能量就增加了整个系统的总体熵。而如果想要把这些散失掉的能量再收集起来，重新转化为化学能或者机械能，就需要付出更多的能量和物质，这是不划算的，也是不可能实现的。所以，汽车引擎的运行是一个不可逆的过程，它遵循了熵增定律。

为什么熵增定律是宇宙中最可怕的定律？

熵增定律是宇宙中最可怕的定律，因为它揭示了宇宙的终极命运。根据熵增定律，我们知道，宇宙中所有的自发过程都会导致宇宙总体的熵增加，而不可能导致宇宙总体的熵减少。这意味着，随着时间的推移，宇宙中所有的有序结构（如恒星、行星、生命等）都会逐渐变得无序混乱，所有的能量都会逐渐变成均匀分布的低温热辐射，所有的物质都会逐渐变成均匀分布的基本粒子。这样一来，宇宙就会达到一个平衡态，也就是热寂态，在这个状态下，宇宙中没有任何有趣的事情发生，没有任何有用的能量和物质存在，没有任何生命和智慧存在。这就是熵增定律所预言的宇宙末日。当然，这个末日并不是马上就会到来的。根据目前的科学估计，从现在开始到达热寂态还需要至少10^100年。在这漫长的时间里，宇宙还会经历许多阶段和变化，如恒星死亡、黑洞蒸发、质子衰变等。但是，无论如何，最终的结果都是一样的：熵增定律必将统治一切。

我们能否逃脱熵增定律？

面对这样一个可怕而无情的定律，我们是否有任何办法可以逃脱呢？答案是：暂时可以，永久不行。暂时可以逃脱熵增定律的原因是：熵增定律只适用于孤立系统，而我们所处的系统并不是孤立的。例如，地球是一个开放系统，它可以从太阳那里接收到大量的高质量能量，并利用这些能量来维持地球上生命和文明的存在和发展。通过太阳能量输入，地球系统可以实现局部的熵减现象，也就是在某些范围内降低无序程度，增加有用能量。比如植物可以通过光合作用把水和二氧化碳转化为有机物和氧气；人类可以通过科技创新把自然资源转化为各种产品和服务；生命可以通过进化产生各种多样性和复杂性。这些都是暂时逃脱熵增定律的例子。

但是，无法永久逃脱熵增定律的原因是：即使我们所处的系统不是孤立的，在更大尺度上看，整个宇宙还是一个孤立系统。也就是说，在整个宇宙范围内，没有任何外部的能量和物质输入或输出。这就意味着，无论我们在局部系统中如何利用和管理能量，最终都无法改变宇宙总体的熵增趋势。也就是说，我们只能延缓，而不能阻止宇宙的热寂。那么，我们是否应该对熵增定律感到绝望和恐惧呢？我认为不应该。因为，虽然我们无法改变宇宙的命运，但我们可以改变自己的命运。我们可以利用有限的时间和资源，去创造更多的价值和意义，去探索更多的知识和真理，去享受更多的美好和幸福。