科学家|一条让人绝望的物理定律，科学家宁愿自己没发现它热力学

文章图片

文章图片

文章图片
每一条物理定律都是经过人类多年研究和反复观察论证后得到的“结论” ，这些物理定律在生活中任何一个地方都适用，就算在宇宙中这些定律也不会发生变化，除非小于普朗克提出的量子尺度，或者是进入更高的纬度中，否则人类的物理定律就是宇宙中的“真理” ，至少在目前人类的观察中，可观测宇宙内人类的物理定律都同样适用。
但是在众多物理定律中，有这样一条物理定律：“熵增定律” ，它被称为“最让人绝望的物理定律” ，很多物理学家宁愿没有发现这个定律，因为这个定律或许说出了宇宙的最终结局——热寂，以及所有生物共同的归宿——死亡。
早在公元前1200年，在印度就出现了关于“永动机”的设想，这种想法随后传向全世界，此后的时间内，有很多人试图制造“永动机”但是没有一个人成功，直到文艺复兴时期，达芬奇也尝试制造永动机，毫无疑问的是，达芬奇也遭遇了失败，他并没有再尝试，而是直接指出“永动机不可能实现” 。
不断的有人用各种方法尝试制造出所谓的“永动机” ，但是没有一个人成功，到了十九世纪中期，科学家总结出了“热力学第一定律”——能量守恒定律，彻底杜绝了一类永动机诞生的可能性。
但是科学家并没有彻底放弃制造永动机的想法，毕竟成功制造永动机就等于可以获得无穷无尽的能源，于是一部分科学家开始尝试制造“第二类永动机” ，在科学家的想象中，这种永动机可以直接从大自然中汲取热能，比如从海洋，大气或者宇宙中汲取热能，将获取的热能作为永动机的能源。
可是在不断的尝试下，第二类永动机并没有被制造出来，反而让科学家总结出了热力学第二定律，热力学第二定律有很多描述方法，比如：不可能从一个单一的热源中汲取热量，并把这些热量转化为能量还不产生任何影响，换句话来说，热力学第二定律证明了“第二类永动机不可能实现” 。
热力学定律除了描述为第二类永动机无法实现，还可以描述为“孤立系统中的熵不会减少” ，可以用公式S =∫dQ/T或ds = dQ/T表达。
熵增定律被爱因斯坦称为“科学定律之最” ，足以证明这个定律的重要性， “熵”的含义是“混乱程度” ，一个封闭系统内的能量和物质越混乱就代表熵值越高，而热力学第二定律指出，任何封闭系统中的熵都会不断增加，同时熵增的过程是不逆转的。
比如一块石头会时间的流逝失去棱角，燃料会因为各种原因被燃烧，因为能量守恒定律存在，对于宇宙本身来说，燃料燃烧后的能量总值没有变，只是“熵”在不知不觉中增加了。
著名的物理学家薛定谔指出，生命的本质其实也是一个不可逆转的熵增过程，所有的生物都不断的以负熵为食，人类吃下食物和水，用来抵消肉体的熵增，因为人体是一个“开放系统” ，可以从外部获取负熵让系统内熵的总值维持不变甚至是降低。
就算生命以负熵为食，也仍然要面对熵增的命运，所有生物都会迎来“死亡” ，幸运的是生物可以不断繁衍后代，根据环境的变化做出调整，但是从宏观来看，生物的存在导致了其他系统的熵增，比如人类的发展导致环境的恶化，以及全球性的温室效应，就可以被视为“熵增” 。