我们都在对抗死亡 我们终究都会死 熵增定律

如题所述

第1个回答  2022-08-11

现在,熵增定理很火,有人认为,生命就是对抗熵增的过程,要想变得厉害,就要克己减熵。

熵增定律真的很厉害吗?

是的,非常厉害,爱因斯坦说,如果物理学只能留一条定律,我会留熵增定律。薛定谔在《生命是什么》中说“人活着就是在对抗熵增定律,生命以负熵为生 ”《少有人走的路》也说,因为所有事物都在向着无规律,向着无序和混乱发展,如果你要变得自律,你就得逆着熵增做功。任正非在2012年的华为内部讲话中也提到“熵”的概念。

熵是物理学中的概念,指的是物体的混乱度。熵增定律就是大名鼎鼎的热力学第二定律。但物理学定理能用来解释非完全物理过程的生命吗?

要搞清楚这个问题,我不得不翻出了以前学过的大学教科书。书中说:

“自然界中任何一个能自发进行的过程,它所产生的后果不论利用什么方法都不能自动消除,即不能使参与过程的体系和环境恢复原状而不引起其他变化 ”这是热力学第二定律的一种深刻、抽象的表述,也称为后果不可消除原理。

热力学第二定律认为孤立体系的熵只能增加,或达到极限时保持恒定,虽然热力学第二定律的表述方式很多,侧重点也不同,但它们所阐述的是同一个客观规律,物理实质是一样的。热力学第二定律告诉我们, 自然界具有从有序向无序变化的自发趋势, 而任何从无序到有序的过程都需要外力的作用,这是热力学第二定律的物理内涵。

根据热力学第二定律,可以得出:

在封闭体系中,如果没有热交换,所有不可逆过程都是系统的熵增大,系统的熵不变的一定是可逆过程,而在绝热条件下不可能发生使系统的熵值变小的过 程。

比方说,一瓶纯的氧气,因为每一个分子都是氧气分子,它的混乱度(熵值)是低的。一瓶纯氢气,混乱度(熵值)也是低的。假设将这瓶纯氧和口对口放在一起,因为混合后混乱度会增加(熵增),打开瓶盖,氢气分子会自动跑到氧气瓶中,氧气分子也会自动跑到氢气瓶中,最终,氢气和氧气会均匀混合,此时,混乱度(熵值)达到最大。但氢氧混合物却不会自动变成纯氢和纯氧,因为这是一个熵减过程。

解释完了熵增定律,再来回答它能否适用于生命。

以蜜蜂为例,蜜蜂是一个完美的对称体,它造的蜂巢是有序的六边形,说明蜜蜂相对于无序的环境而言,是有序的,也就说明生命是有序的,生命的出现,就是熵减的过程,生存,是对抗熵增的过程。

这么说,熵增定律既适用于宇宙,也适用于生命系统。

但是,在应用熵增定律的时候,一定要注意他的前提条件。

熵增的前提条件是 孤立系统 ,若不是孤立系统,熵增就不一定会发生。宇宙为什么会死亡,是因为宇宙虽大,但它已是一切,不存在外界,故无物质、也无能量交换,是典型的孤立系统,按照熵增定律,宇宙必然会达到混乱度最大,最终成为混沌状态。

注意:热力学上的孤立系统是指 无物质也无能量交换 的系统,封闭系统是指无物质交换、但有能量交换的系统,热力学上还存在有物质和能量交换的开放系统。

人体实际上是开放系统,我们每天吃喝拉撒,是物质交换,我们晒太阳、吹空调,是能量交换。我们要活下去,就要成为开放系统,系统不开放,就会死亡、消解。 但我们终究也会因此而亡,对人如此,对机构如此,对宇宙也如此。

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