物理学第一定律:熵增定律,对我们生活的影响到底有多大?

为什么所有的生命最终都走向消亡,地球乃至整个宇宙都无法逃脱这个规律,到底是什么样的力量,主宰着宇宙万物的命运,这就是热力学第二定律【熵增定律】

那么,熵又是什么?早在1865年德国物理学家克劳修斯首次提出熵的概念,他认为能量守恒定律是最重要的物理定律,表明了各种形式的能量,在相互转换时总是不生不灭。但有一个问题始终存在,就是能量无法达到100%的转换。

结合目前热点话题全国限电和安徽是个火力发电大省,我举例火力发电这个过程来解释,从燃料化学能 蒸汽热能 机械能 电能,简单来说就是通过燃料的燃烧产生热能来加热水,然后再用水蒸汽推动发电机来发电。

这时科学家发现一个始终存在的现实,能量根本做不到100%的转换。在火力发电的过程中,从热能转化为电能的效率,只能达到39%左右。也就是说有很大一部分能量在转换的过程中被消耗掉了,而这部分被消耗掉的无法重复利用的能量就是熵。如果还是不能太理解,可以把熵简单理解为混乱程度或者是无用能量。

而所谓熵增定律,就是在一个封闭的孤立系统(在热力学中与外界既没有物质交换也没有能量交换的系统),热量总是从高温流向低温,从有序走向无序,且这一过程不可逆转。如果没有外力的干预,他们就会逐渐趋于混乱和无序。

那我们现在来思考下面图片中的几个问题,随着时间的推移…

这些所有的问题,都可以用一个原理来解释,这个原理就是熵增定律。熵增定律的定义:在一个孤立系统内,如果没有外力做功,其混乱程度(即熵)会不断增大。首先第一个关键词是孤立系统,第二个关键词是不断增加。

我们前面说过能量之间的相互转换会产生一些无用能量,这些无用能量就是所谓的熵,所谓的熵增定律就是说这部分无用能量是不可逆的,没有办法被再次利用,而且是在不断增加的。也就是说不管是地球还是整个宇宙,他的最终结果都是全部变化为无用能量也就是熵。暗示着人类终将走向灭亡,宇宙终将归于热寂。

自从熵的概念出现之后,热力学第二定律随之出现,即能量转换永远会产生熵。伟大的物理学家薛定谔曾提出:生命诞生的意义就是为了逆转熵增,但可怕的是熵是不可逆转的,生命会出现死亡。不仅仅是生命,整个宇宙都在受到熵增定律的支配。它揭示了宇宙的终极演化规律,所有生命和非生命的演化进程,都遵循这一法则。

很多人都说,熵增定律是物理学界最可怕的定律,它揭示了世界万物不管怎么发展,最终都只有一种结局。所有事物发展规律都是由整齐向着混乱和无序转换。比如说热水为什么会变凉呢?因为宇宙的发展规律就是这样的,这是必然结果,也是真理。为什么躺着要比跑步舒服呢?因为发展规律就是这样的,懒散就是要比自律舒服。

正是因为有熵增定律的存在,所以我们在努力的时候往往都会产生动摇。这些熵使得我们难以自律,安于现状不再坚持,这些概念放在一个企业上也是通用的。我们身边的百年企业非常少,因为有熵增的存在,所以它经常让一个庞大的企业变得臃肿,慢慢开始退化。放在一个朝代身上也是如此,所以古人曾说天下大势合久必分,分久必合。

据科学家研究表明,即使整个宇宙一直在熵增,但在某个区域内,却依然可以实现小范围内的熵减,我们无法改变所有事情终将走向毁灭的结局,但却可以推迟这一天的到来。就像有些人20多岁就已经“死了”,但有些人80多岁却依然“活着”,遵循熵增很容易,对抗熵增就会很痛苦。

如何对抗熵增呢,我们再来看一下熵增的定义,在一个孤立系统内,如果没有外力做功,其混乱程度会不断增大。也就是说如果不在一个孤立系统中,如果有外力做工,那么其混乱程度就不会不断增大。

我们如果想要对抗熵增,那么就需要一个不孤立的系统和外力做功,从逻辑上看只要达到这两点,就可以达到对抗熵增。那么何为不孤立的系统呢,就是与外界有物质交换或者有能量交换的系统,我们可以称此为开放系统。第二个无外力做功的解决方案就是寻找外力做功。所以我们想要对抗熵增,要面对的就是做到开放系统并且寻找外力做功。

然后我们再将这两点代入我们的生活中,每个人在生活中,都会碰到各种各样的琐事。在种种琐事的压迫下,我们的生活就开始熵增,无用的能量就开始增多,我们开始做越来越多的无用功,如果我们就任由熵增发生的话,那么我们的生活就会变得越来越混乱。我们开始迷茫,开始找不到自己的意义,慢慢地生活就变成了一团乱麻。最后彻底丧失了对自己生活的掌控权,甚至直到死亡。

那么根据对抗熵增的做法来看,这个时候最佳的解决方案是什么呢?物理学家薛定谔将生命活力称为负熵,它能使自然万物与热力学的熵增反向运动。那生命活力到底是什么?

首先第一点就是开放系统。我们要一直保持不断与外界产生交流的状态。比如说我们要不断地推翻自己以前的认知,这个就是一种开放系统。再比如说多出去走走,认识不一样的世界,读新的书。开阔自己的视野认识新的朋友,扩展自己的圈子。我们不断吸收物质能量,不断学习获取信息,不断调整心态。这些其实都属于生命活力。

第二点就是寻找外力做功,简单来说我们每天都要保持清晰的思绪,知道自己最想要的是什么,知道每件事的主次是什么,所谓的寻找外力做工,就是主动做工的意思

当我们持续做这些事情的时候,在负熵的驱动下,便会呈现出熵减的效果。比如你经常锻炼,身体就会越来越好,经常写字,文笔就会越来越棒。但是,即使我们一直向着更好的方向发展,可生命的终点却依然是不可逆转的。我们能做的就是在短暂的生命之熵的变化中,释放出有益的能量,以供其他生命继续探索。

所以这个过程其实就是能量吸收、加工、释放的过程。其意义就在于你吸收的能量是什么,你释放的能量又是什么。世界之大,宇宙之浩瀚自然界中弱小的生命就是依靠相互作用产生能量传递才得以幸存下来。所以生命既是吸收也是奉献。父母给予了我们生命,伴侣与子女给予了我们希望,这…便是负熵,这就是意义。

这件事说起来简单,但是做起来非常难。对抗熵增的过程是痛苦的,但是在熵增定律把你的生活搞乱之前,或者说我们在自己的生活脱离自己的掌控之前。对抗熵增可能不是唯一的,但确实是最有效的做法。

爱因斯坦曾将熵增定律称为科学第一定律,凌驾于所有定律之上。因为任何一个物理定律或观点,都存在证伪空间。唯有熵增长定律永恒不变

我只是把熵增套用在了个人生活之中方便大家理解。熵增定律作用于万事万物。作为个人、团队、公司、国家甚至整个宇宙来说,对抗熵增都是阻止崩溃和虚无的最好的做法。

喜欢追求安逸是人类的本能,就像是常温下冰块离开冰箱会融化,热水失去加热源会冷却一样,关于熵增定律最有意思的地方就是它不仅仅能够解释物理学相关的问题,而且它也能够去阐述生活上宏观的一些事情。比如说为了让地球上的交通更有秩序,我们修建了公路,发明了汽车,但却又同时排放出很多的废气污染了地球的环境,所以从宏观的角度看,熵还是增加了。

追求安逸这事其实没有错,但是懒惰是错的。所谓的对抗熵增并不是让我们刻意地去为难自己,而是让我们成为更好的自己。

生如蝼蚁,当立鸿鹄之志;命如纸薄,应有不屈之心。与诸君共勉!

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页面更新:2024-05-10

标签:定律   做功   热力学   外力   物理学   孤立   能量   宇宙   混乱   生命   系统

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