死神永生—被焓與熵限制的宇宙
2023-06-30 23:47 作者:小航78533046 | 我要投稿
在劉慈欣的小說中,死神永生究竟代表著什么含義,不止是三體,在所有的宇宙設定中,宇宙走向滅亡的原因最終都是一切能量散盡,走向熱寂。在宇宙熱寂的過程中,焓變與熵變是兩個至關(guān)重要的元素。 ?我們在高中化學選修四的化學反應原理中學過,判斷一個反應會不會發(fā)生,就是焓判據(jù)和熵判據(jù)的結(jié)合。實際上宇宙中的一切過程是否自發(fā),就是只有焓變減去溫度乘以熵變,這個值小于零才表示反應可以自發(fā)進行。吉布斯自由能變是一切過程的發(fā)生依據(jù),小到分子熱運動,大到星系運行,皆因吉布斯自由能變小于零才可自發(fā)。焓與熵代表了體系的能量和混亂度。 ?體系從高能量狀態(tài)變?yōu)榈湍芰繝顟B(tài),表現(xiàn)為焓變小于零,焓值下降。例如當一個球從高空落到地面,其重力勢能會降低,體系總勢能下降,因此這一過程可以自發(fā)進行。但如果讓它逆向進行,不對其進行做功是不可能的。這就是所謂焓判據(jù)的核心依據(jù)。 ?體系從有序變?yōu)闊o序,表現(xiàn)為熵變大于零,體系的熵值增加。就像一副撲克牌,你不可能說經(jīng)過一次隨機的洗牌,就把所有牌全部洗回初始的整齊碼放好的狀態(tài),撲克牌的混亂度只會越洗越亂(一般情況下一副投好的撲克牌,洗7次混亂度最大,再洗就有可能給洗回去。在玩牌的過程中,多數(shù)情況下?lián)淇伺票緛砭褪莵y的,洗多了就反而容易洗回去了)。打臺球的時候,也不可能說一桿就把球打回初始的開球狀態(tài),球桌上的球只會越來越亂。 ?正是因為這兩大基本規(guī)律,使得我們的宇宙中時間只能單向運行,熱寂也會成為宇宙的最終歸宿。
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