時空通訊 2020-10-24

有人問：熵增理論為什麼讓好多人一下子就頓悟了？其實這個問題本身就有問題，對於熵增理論似乎並沒有多少人一下子“頓悟”，好像“頓悟”的人並不多。

首先，熵增理論不是個好理解的理論。

熵增理論看起來比較簡單，讀過中學的人都知道，但真正理解的人又有幾個呢？前面有人鸚鵡學舌的說了，現在時空通訊再來鸚鵡學舌一遍：熵增理論有三個方面的定義，一個是物理定義，是說熵增過程是一個自發有序向無序發展的過程；熱力學定義是說隨著熵增加，系統總能量不變，但其中可用部分減少；統計學定義為，熵是衡量系統的無序性，熵越高系統就越難精確描述其微觀狀態。

看起來簡單吧，背熟了這幾條，就知道了熵增理論了？其實這裡面有幾個很難理解的問題，或者說詞彙。比如啥叫熵？為啥熵增過程是有序向無序發展呢？既然如此，為啥又不是一個熵減過程呢？能量既然不變為啥又可用部分減少呢？能量不都是可用的嗎？前面有人說能量不變，但有能量損失又是咋回事？在引申下去，熵越高為啥就越難精確描述其微觀狀態呢？

現在我們就圍繞著這些“為什麼”來討論。

首先要弄清什麼叫熵，這是這些問題的總綱。過去有句話，叫綱舉目張，說的是漁網有個總綱，就是漁網的總繩，撒網時，只要把這個總繩牽扯好了，漁網每一個“目”，就是網眼就會全部張開來。熵就是熵增理論裡面的“綱”。

“熵”這個詞不僅僅簡單理解在物理學、熱力學、統計學裡面的意義，而是涉及社會的所有方方面面，實際上“熵”只是一個科學的名詞，通俗的說就是度量混亂狀態的一個指標，說的是任何系統，都是一個從更有序到無序的發展狀態，越無序就是熵增越大，越有序就是熵越小。

也就是說，所謂“熵”就是一個衡量無序狀態的參量。這樣我們就可以理解越無序越混亂，熵值就越大了，就越難評估和把握了。如果把這種混亂狀態作為一個熵減過程，那也無不可，但就要改變“熵”的內涵了。如果從1854年克勞修斯（見題頭圖）提出“熵”的概念時，把它定義為越混亂越是一個熵減過程，那今天或許又有人提出，“為什麼是這樣呢”這個問題了。人就是這麼一種奇怪動物，喜歡問一些無厘頭問題。

理論認為，任何孤立系統都是一個“熵”增過程。

這裡面還包含著一層意思，熵總是在增加，而不會減少。宇宙大爆炸開始，只有單純的能量，這時的宇宙是非常有序的，但隨後產生了各種各樣的物質，產生了恆星星系等等各種天體，這個總系統就越來複雜和混亂，最終還是要走向滅亡。

假定在一個封閉系統，一杯熱水和一杯冷水放在一起，開始也是有序的，熱歸熱冷歸冷這兩杯水就永遠是一杯熱的和一杯冷的。但有一個管道將它們聯通，它們就開始變得無序，最終兩杯水成了一樣的溫度，如果絕對保溫的話，能量不會損失，但冷熱交替就沒有了，也就是可用能量沒有了，這又叫熱平衡。可用能量的變化，並不等於能量的損失，而是差別變小了，所以前面有人說會損失一部分能量的說法是錯誤的。

如果把一堆紅豆和一堆綠豆放在鍋裡翻炒，開始也是有序的，綠豆紅豆分得很清楚，隨著第一下翻炒，無序狀態就增加了，然後就會越來越亂，最終完全均勻了，是不是這就變成有序了呢？不是，而是熵增到了最大值，就沒有任何可以變化的事物了，就是事物的死亡。因此現在宇宙歸宿說中有一個熱寂說，就是熵增到了最大值，能量再也沒有任何可用的，宇宙滅亡。

因此，熵增理論是一個宇宙終極演化規律，包含著所有生命或者非生命的演化規律。

所謂“熵增頓悟”實際上就是說看透了這個世界。

英國天文學家、物理學家、數學家亞瑟·斯坦利·愛丁頓認為，熵增原則是自然界所有定律中至高無上的。這是愛丁頓的頓悟，因為他知道，在我們這個世界，熵增值只會越來越大，也就是越來越混亂。知道這個原理，做任何事情就要順勢而為，才能取得成果，如果硬要違背事物發展規律倒行逆施，只能失敗。這才是頓悟。

其實有幾個人有這種科學精神呢？也就是說能夠頓悟呢？要知道，愛丁頓曾經認為自己才是真正懂得相對論世界第一人。他最支援愛因斯坦相對論，並且一生科學成果豐碩。愛因斯坦廣義相對論發表後，為了證實廣義相對論中關於時空彎曲光線彎曲理論，曾經帶隊千里迢迢到非洲觀測日全食，驗證了愛因斯坦的正確，轟動了世界。

記者曾經問愛丁頓，世界上是否只有3個人真正懂得相對論，愛丁頓風趣的回答：第三個人是誰我還得想一想。雖然這有點吹牛皮，但也可見愛丁頓對自己的自信。

愛因斯坦的好朋友，量子力學大師薛定諤在其名著《生命是什麼》一書中指出：人活著就是在對抗熵增定律，生命以負熵為生。這個意思是說，生命孕育和出生時，是從最簡單有序不斷髮展到無序狀態的，為了保持有序，就不斷的攝取食物，食物就像是負熵來保持人的有序狀態，但人類又要不斷向周圍環境釋放生命活動的熵增來維持生存和進化，最終熵增就越來越大，人就會走向衰老和死亡。

宇宙和人類社會之“熵”只會有增無減。

不但是生命個體，就是整個社會也是如此。整個社會從原始社會的簡單，變得越來越複雜，各個群體從過去黑白分明，變得越來越混亂而失去特色。所謂全球村既是一個進步，也是熵增的無序越來越大。各種文化從清晰變得模糊，就像一盤圍棋，隨著開始的黑白分明，變得混亂不堪。

熵增是不可逆的，從生活中最簡單的理解就是自律總比懶散困難，放棄總比堅持輕鬆，變壞總比變好容易。人類和社會總是想盡力的解決熵增問題，盡力去做一些熵減的事，力圖使事情變得更有序。但有序是相對的，無序才是絕對的目標。

但這種變化是指一個孤立系統，如果藉助系統外力，有可能會給某個系統一定程度的熵減，但必將以增加外系統的熵為代價，即環境熵增。總體上，一個孤立系統熵增是必然的，不可逆轉的。

因此，不管是任何事物，都無法違背熵增規律，都有一個從誕生到成長到死亡的過程，個人有死亡的一天，不同的社會體系和團體也是這樣，人類整體也有滅亡的一天。對此，你頓悟了嗎？

就是這樣，歡迎討論，感謝閱讀。

時空通訊原創版權，侵權抄襲是不道德的行為，敬請理解合作。

微風需要竹林f 2020-10-25

不算誇大，讓人頓悟也很正常。熵增理論是科學，同樣是一種生活哲學，即所有事物都是不斷朝著無序度更大的方向發展。比如收拾好的房間會逐漸混亂、生命會不斷消散直至死亡。如果有原本很難理解的事拿它去思考想通了，就“頓悟”了唄。

秋風體育 2020-10-25

我沒有頓悟，因為我到現在都不明白熵增理論是怎麼一回事，完全不理解。

優惠列印影印 2020-10-25

熵增過程是一個自發有序向無序發展的過程；熱力學定義是說隨著熵增加，系統總能量不變，但其中可用部分減少；統計學定義為，熵是衡量系統的無序性，熵越高系統就越難精確描述其微觀狀態 。熵增理論是一個宇宙終極演化規律，包含著所有生命或者非生命的演化規律 ，當熵不再增加，那麼事物就此完結了。