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生命是熵增还是熵减 宇宙会因熵增而灭亡吗?

2023-03-20 15:58:24 来源:太平洋焦点网

什么是熵

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。在科学技术上泛指某些物质系统状态的一种量度,某些物质系统状态可能出现的程度。亦被社会科学用以借喻人类社会某些状态的程度。

麦克斯韦在以他的名字命名的思想实验(“麦克斯韦妖”)中认为,如果存在一个小妖精知道每个分子的状态信息(热,或者冷),就能够降低系统的热力学熵。Landauer和他的同事则反驳说,让小妖精行使职责本身——即便只是了解和储存每个分子最初的香农信息——就会给系统带来热力学熵的增加。因此,总的来说,系统的熵的总量没有减少。这就解决了“麦克斯韦妖”引发的悖论。Landauer法则能够解释现代计算机在处理大量信息时,必须解决散热问题。

根据E. T. Jaynes(1957)的观点,热力学熵可以被视为香农信息理论的一个应用(这从玻尔兹曼公式和信息熵的定义相似性明显可以看出。):热力学熵被定义为与要进一步确定系统的微观状态所需要的更多香农信息的量成比例。比如,系统温度的上升提高了系统的热力学熵,这增加了系统可能存在的微观状态的数量,也意味着需要更多的信息来描述对系统的完整状态。

生命是熵增还是熵减

熵减

“因为没生命的事物是熵增的,所有生命都是熵减的,如果把生命的熵和生命周围的环境的熵加在一起,总熵还是增加的,而且比没有生命的情况熵增还要快”

宇宙会因熵增而灭亡吗

根据热力学第二定律,也就是熵增定律,物理学家们认为:我们的宇宙会慢慢从有序变为无序,这种变化是自发的,是不可逆转的,宇宙的混乱度(熵)是不断增加的。我们的宇宙最终会发生热寂,整个宇宙将变得一片黑暗,死气沉沉。熵增定律告诉我们,在宇宙这个封闭的系统中,熵会随着时间的流逝而不断增加,宇宙将从有序走向无序。当发展到最后,当宇宙的熵增加到临界值,宇宙中所有的物质的温度将达到一个热平衡。

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