人类的现代科学技术文明是建立在物理学基础上的。牛顿的经典物理学使火箭飞入太空。麦克斯韦的电磁学发展了现代电工程。爱因斯坦的相对论使导航卫星的定位更加精确。量子力学让现代电子产业建立起来。可以说，没有物理学的发展，就不会有现代科学技术文明。
物理学的发展与物理学定律的发现密不可分，新的定律可能预示着新的物理学。物理学的一些基本定律可以建造物理建筑物，并指导科学和技术的发展。在过去的几百年中，物理学和相关技术取得了如此蓬勃的发展。
在这些物理定律中，有一个定律让物理学家“既爱又恨”。一些科学家宁愿宇宙中唯有这一定律，而另一些科学家更喜欢不要发现这一定律。该定律是热力学的第二定律，或者它还有一个更加响亮的名字——熵增定律。
热力学第一定律表明，能量是守恒的，不能从稀薄的空气中产生，因此不可能尝试产生可以连续输出能量的永动机。从那时起，有人提出了另一种永动机。如果热量是从自然界吸收的，而永动机则被驱动旋转，从而使能源继续在外部工作，并且没有违反能量守恒定律，这就是永动机的第二种永动机。
但是随着热力学第二定律的发现，人们意识到第二种永动机是不可能现实的。尽管节省了能量，但有效能量会越来越少。煤炭的有用能量很高，但是燃烧后释放的能量不能用于所有工作，同时会产生一部分废热。
物理学家克劳修斯（Clausius）引入“熵”来表征有用能量的数量。可用于做功的能量越多，熵越小；有用能量越少，熵越大。以煤为例，未燃煤的熵值较小，燃烧后残留的煤渣的熵值较大。
在一个孤立的系统中，有用能量会越来越少，并且熵会越来越大，这就是熵增加的原理。如果我们继续从自然界吸收热量以实现连续的工作，从而导致有用能量的增加，它将违反熵的增长规律，因此这种永动机不会产生。
另一方面，熵也可以用来表征系统的混乱。系统的混乱越小，阶数越高，熵越小，反之亦然。这可以用玻尔兹曼熵公式描述：
S=k·logW
其中S是系统的熵； k是玻尔兹曼常数； W是微观状态的数量，值越大，系统越无序，并且熵值越高。这是一个非常美妙的公式，直接将微观和宏观联系起来。
对于孤立的系统，熵总是自发地增加，并且有序度变得越来越小。熵增加的原理是不可逆的。以生活中的普通事物为例，破碎的镜子无法自发恢复，混合后无法自发分离水和牛奶。从某种意义上说，熵的增加也代表了时间的流逝。时间是不可逆的，熵只会增加。
这一物理定律将推论出令人绝望的宇宙结局-热寂。如果宇宙是一个孤立的系统，那么熵将随着时间的推移而继续增加，宇宙的混乱将越来越大，有用的能量将逐渐被消耗掉。人类和其他生命都是负熵体。为了维持功能，我们必须不断消耗有用的能量，这将增加整个宇宙的熵并加速宇宙的衰落。
据估计，在10 ^ 1000年后，可能会消耗掉所有自由能，整个宇宙处于热平衡状态，达到热沉默状态。那时，宇宙停止运转，没有生命存在。
许多人说熵增加定律会使人们醍醐灌顶。那么，您从中有哪些收获？
联系客服
