关于熵的问题,想必许多人都听到过这个字,但却不了解其中的意义,事实上,在物理学上,熵这个概念的形成也经历了许多时间!
熵是什么?
基于热力学第二定律的基本表述,我们可以知道,热量只会有高温物体传递到低温物体,并不会自发地从低温物体传递到高温物体!这是一个衡量常识的问题,所以最开始的时候,科学家们并未认识到热力学第二定律的可怕之处。
然而随着科学的逐步发展,人们逐渐发现了热力学第二定律也许揭示了宇宙最为本质的东西。1865年,德国物理学家克劳修斯首次提出了熵的概念。最开始的时候,熵在物理学上指热能除以温度所得的商,标志热量转化为功的程度。然而随着科学的不断发展,人们逐渐为熵赋予了新的意义——事物的无序度!而热力学第二定律正是揭示了宇宙的这种无序度。
我们可简单做一个比喻,比如你有1000块积木,无论这1000块积木如何堆放,其熵都是固定的,因为它们之间拥有的可能性是一样的!但如果你打算用这些积木去堆成一个城堡,那么作为城堡的熵就要比积木低很多,因为用这1000块积木堆成可以认为是城堡的形状并不多。
也就是说,对于宇宙万物而言,越是规整的物体其熵值就越低,而越是杂乱的物体其熵值就越高!
为什么说热力学第二定律揭示了宇宙的本质呢?
根据科学家的观察,宇宙的熵值是在不断增加的,这是无法改变的结果,而宇宙中所有物体蕴含的规则便是要保持宇宙的熵增!也就是说,热力学第二定律表述的温度只能从高温物体传递到低温物体,其本质便是保持宇宙的熵增,如果从低温物体传递到高温物体,这样的过程会导致宇宙熵值的下降,所以是违背宇宙规律的。
当然,也有方法将温度从低温物体传递到高温物体,但这是在强行扭转宇宙规律,虽然能够做到,但并非自然现象,所付出的代价会导致宇宙熵值的增加。所以,对于宇宙本身而言,即使你逆转了温度传递的规则,但宇宙整体的熵值还是会增加的,因为你为了逆转规则采取的其它行动导致了宇宙的熵增!
宇宙的熵为什么会不断增加?
目前为止,科学家尚未有明确的理论来解释宇宙的熵为什么会不断增加,但毫无疑问,这是一个不争的事实!
我们可以举个例子,假如一间房子无人居住,很快便会被会产覆盖,内部的家具也会慢慢被腐蚀,也就是说,随着时间的发展,这间屋子的熵值会慢慢增加!但如果有人去打理这间房子,那么就会延缓这种熵值增加的速度,但是打理的行为却在另一层面上导致了宇宙熵值的增加。
所以,有些科学家甚至认为,宇宙的熵增速度是固定的,并不会因为任何事情的发生而有所改变!
宇宙的熵增会导致什么结果?
既然无论我们做什么,宇宙的熵值永远都在增加,那么,会不会在某一天,熵值会迎来一个极限?那个时候宇宙将何去何从呢?
有科学家认为,宇宙的熵增是暗物质作用的结果,其主要表现形式便是宇宙本身的膨胀,随着宇宙本身的膨胀,宇宙空间的增大才导致了宇宙的熵增!而宇宙也会在膨胀到极限,也就是熵增到极限之后开始收缩,于此同时宇宙的熵值便会下降,直至宇宙收缩回一个奇点,而熵值变为零,等待下一次大爆炸的开启!
也有科学家认为宇宙的熵值在增长的极限后,迎来的将是宇宙的毁灭,因为熵值的极限就意味着整个宇宙都处于一种无序度状态,换而言之,就是宇宙内部一片混沌!而这种状态持续下去,便是宇宙的毁灭。
热力学第二定律对宇宙命运的预测为事物的无序度。也就是伴随着科学的不断发展,人们逐渐发现了热力学第二定律也许揭示了宇宙的本质。在熵概念初始被提出时,这种在物理学上泛指热能除以温度所得的商,标志热量转化为功的程度。而热力学第二定律刚好揭示了宇宙的这种无序度。
我觉得就是知道了宇宙的能量是如何进行转化的,这样子就可以使得人类对宇宙的认识更加的深入了。
关于熵的问题,很多人一定听过这个词,但不理解它的含义。实际上,在物理学中,熵概念的形成也经历了很多时间!