英国物理学家亚瑟·斯坦利·爱丁顿以为,熵增规律在自然规律中占有着最高的位置,万事万物都需求遵从熵的规律,概莫能外。
熵的概念开始仅仅诞生于热力学研讨之中,最早提出熵的概念的是德国的物理学家克劳修斯,经过热力学第二定律,咱们知道了在孤立的热力学体系内部,热传递是一个不行逆的进程,由于在孤立的体系内部,热量的散布必定会逐步趋于均衡。
举个实际的比如,假如咱们向一杯温水中投入一个冰块,水的热量会传递给冰块,使冰块升温消融,而并不是说冰块将本身的热量传递给温水,所以自己变成了一块更冷的冰,而水变得比之前更热了。温度只可以从高温物体向低温物体移动,终究完成热量平衡,这便是热力学上所讲的熵增。熵增原理诞生于热力学之中,却并不局限于热力学。
熵增原理可以说极具魅力,很快,科学家们便其将广泛应用于了热力学以外的简直悉数范畴,在天体物理中、在化学中,甚至于在信息学和概率学之中都可以见到熵增的身影,并且在悉数的范畴中,熵增原理都是无法被打破的。
熵代表了体系内部的无序程度,在任何一个孤立的体系内部,熵值只可以添加,而不能削减,所以任何一个孤立的体系都必定从有序走向无序,这个进程或快或慢,但不会中止,更不会后退。将一个玻璃杯放置在桌子上,假以时日,它定会变为一堆无序的玻璃渣。假如你觉得玻璃杯不行健壮,大可以把它换成一块石雕,不需求对它施加任何外力,只需时刻够长,它定会成为一堆无序的石粉。一个杯子、一块石头不能违反熵增,整个世界相同也不行以违反熵增。
有科学家以为世界终究也会抵达一种极致的无序状况,星云坍缩为恒星、恒星坍缩为黑洞、黑洞因霍金辐射而蒸腾殆尽,终究世界的熵值增至最大,无序和漆黑成为了世界中的全部,这便是世界热寂说。
当然,热寂说仅仅一种假说,也有科学家以为世界并不会如此,由于引力和量子效应的存在,世界很难抵达平衡,所以也就不行能完成热寂。熵增不行违反,但并非不行对立,咱们每一个人以及咱们所知的全部生命体都在与熵增进行对立。体系只能由无序走向有序,而生命体是一个极度有序的体系,当一个生命体的无序程度继续添加,抵达极致的无序状况时,便迎来了逝世。生命体对立熵增的进程引起了物理学家们的爱好,奥地利物理学家薛定谔说过,生命体有必要不断从环境中罗致负熵,这样才可以对立熵增,防止本身因退化到无序状况而逝世。
熵增使全部走向无序,而生命体却极度有序,所以生命以负熵为生。
生命体之所以可以与熵增进行对立,是由于生命体并不是一个孤立的体系,而是一个典型的耗散结构。耗散结构理论开始是由物理学家普利高津所提出的,简略来讲便是说假如一个体系可以始终坚持与外界的物质和能量交流,那么它便可以坚持一种有序的平衡状况,然后防止因熵增过快而走向逝世。
生命体显然是一个典型的耗散结构,咱们每天与外界进行物质和能量的交流,咱们经过摄入负熵来下降本身的熵值。何为负熵?咱们所吃掉的富含养分的食物便是负熵,假如一个人不进食,那么本身的熵值就会敏捷添加,很快机体就会因无序而走向逝世。
当然,仅仅摄入负熵还不行,咱们还要排出正熵,所以推陈出新是任何生命体都不行短少的进程。
当然,负熵并不是摄入得越多越好,暴饮暴食对健康是有极大的危害的,这是由于全部体系都会由有序走向无序,咱们摄入得负熵,终究都会变为正熵,所以过量的饮食反而会推动身体的无序化进程。
生命体可以经过与外界进行物质和能量的交流,然后完成与熵增的对立,那么其它体系就只能走向无序和紊乱吗?这也不尽然,一些科学家就以为世界体系的熵值在抵达最大极致之前,会进入到一种稳恒态,所以并不会走到终究的无序状况而进入热寂。事实上以现在人类对世界的了解,世界是否是一个孤立的体系,还不行以彻底确认。