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即时焦点:摔碎的玻璃杯不能复原,到底为什么?

时间:2022-09-06 15:25:32    来源:科普中国网    

日常生活中,有时我们会不小心把玻璃杯打碎,然后都会把摔碎的玻璃杯扔掉,而不会去修复玻璃杯,因为我们知道玻璃杯不可能修复了。

但我们很少去问:为什么玻璃杯不能修复?如果有人这样问了,你肯定会认为他是神经病。


(资料图)

但就是这么一个“神经病”想法,让人类触及到了一个宇宙奥秘,那就是熵和熵增原理。

伟大的物理学家玻尔兹曼提出了熵的概念。熵,是衡量万物混乱程度的物理量,熵越低,越有序,熵越高,越无序,而万事万物总是自发地朝着无序的方向发展,也就是熵会越变越大,这就是熵增原理。

熵增原理在我们日常生活中无处不在,只是我们很少注意罢了。

举个例子,我们把一本书一页一页地撕掉,然后交给熵来处理,书页不会重新变得有序,而会变得杂乱无章。为什么?

因为让书页变得有序的方法只有一个,但是让书页变得混乱的方法有很多,所以可能性更高,也说明了万事万物总是倾向于无序,这也非常符合我们的生活经验。

再打个比方,如果长时间不打扫房间,会发现房间越来越混乱,也就是熵越来越高。当然我们也可以通过打扫房间让其变得干净整洁,熵变低。但在打扫房间的同时一定会释放出能量,在其他环境中制造更大的混乱,总体来看还是朝着混乱的方向发展。

生活中,熵增的现象随处可见,鸡蛋打碎了会四处飞散,冰融化后会失去有序整齐的形状,汽车点燃汽油带动发动机的过程会制造出无序的噪音和气体能量等,这些都是熵增的表现,而这种表现也体现出,时间之箭只有一个方向,那就是永远向前。

如果我们让时间一直倒流,熵就会越来越低,直到宇宙大爆炸。

宇宙大爆炸是高度有序的状态,而大爆炸发生之后,一切都朝着无序的方向发展,一切都遵循从有序到无序的规则,而我们感觉到的就是从过去走向未来,万事万物都乘着越来越混乱的宇宙波浪不断前行,不能回头。

拥有智慧的人类,在宇宙的某个角落能够创造出短暂的有序环境,但我们无法阻止宇宙无情地朝着无序的方向发展,而我们能做到就是尽可能延长有序的时间,创造属于我们自己的有序环境!

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标签: 方向发展 熵增原理 宇宙大爆炸

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