规模-复杂世界的简单法则---熵

2024-05-06 18:17:29

熵的概念

1855年, 德国物理学家鲁道夫.克劳修斯提出了熵¹的概念, 即所有事物通过能量和资源的交替变化相互作用带来的基本的, 普遍的性质. 每当能量被利用或转化以知道或维持一个封闭系统的秩序时, 某种程度的混乱便是不可避免的----熵趋于增大.

为什么要引入熵这个概念？

19世纪，工程师在关注蒸汽机效率这个问题的时候，水要达到多热，要加入什么样的沸腾的物质才能让蒸汽机效率更高等等，为解答这些问题，热力学诞生了，并引入了热量、温度、能量等概念。并出现了热力学定律，这个时候的热力学定律是为了解释热量是如何流动。随着科学家了解深入，以及为了更好的理解宇宙进化及时间流逝，热力学第二定律出现了熵这个概念。

举个例子

自然形成的沙堆熵值很高, 沙雕熵值就很低

宇宙进化or时间流逝

回到我们上面的沙堆那个栗子里。如果我们把上图中的沙堡放在风中，很快这个沙堡中的沙粒会被风吹走，重新形成熵值更高的沙堆。在物理学原理里，没有哪条物理原理规定风不能将沙粒吹起，并精确的按照沙堡的形状摆放。从原则上说，风可以把沙粒吹起，并堆叠成一个沙堡。但它就是绝对不可能发生。而另一种可能性却不能避免，即风会将熵值很低的沙堡吹成熵值很高的沙堆。这吻合了热力学第二定律，也就是为什么可称之为“熵增定律”。正是熵增定律，解释了一切事物都是从有序趋向无序，也就说宇宙也是从有序走向无序，即xx亿年后，太阳也会从有序的球体爆炸为无序的气体和粉尘，即星云。
太阳的命运也说明了其它恒星的命运，即所有的恒星最终都会消亡，届时整个宇宙会陷入无边的黑暗，进而宇宙消亡。

引用<https://www.zhihu.com/question/24053383/answer/47595362 >

"熵"一词是"变化"或"进化"的希腊语翻译↩

转载于:https://www.cnblogs.com/peitianwang/p/10505229.html

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