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宇宙的熵一直在增加,并且不可逆转,为什么还会出现熵减的人类?

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回顾历史,不难发现,“科学”是文明质变的关键。它的出现使人类摆脱了愚昧,使人类能够更彻底地观察和研究世界,同时使人类具有改造世界的能力,

随着对世界认识的加深,而科学在引领人类前进的同时,也揭开了隐藏在“一片和平”背后的诸多恐怖理论,比如“物理学第一定律”熵增定律。)"?

起源于热力学,用来描述热量从高温物体向低温物体传递的不可逆过程。随着统计物理学、信息论等一系列理论的发展,人们逐渐认识到“熵”的本质,即一个孤立系统的无序程度。“熵”越高,无序程度越高。

比如东西越用越老,越用越多不打扫的房间灰尘堆积,开水的温度越来越低等等,都是“熵增”的表现。

如上所述,经过多年的发展演变,“熵”已经从一个单纯的热力学参数变成了一个多场参数。一些科学家用“熵”来定义生命。

量子力学创始人薛定谔曾写过一本书,名为《生命是什么》,他在书中指出,生命的本质是一个负熵系统,即可以通过摄取负熵来降低自身的熵增熵。

无数的结果表明,薛定谔用“熵”来描述生命本质的观点是正确的,而这也引出了一个耐人寻味的问题:宇宙是熵增的,为什么会出现熵减的生命?是生命是一种特殊的存在,还是“熵增定律”根本不正确?

其实自从鲁道夫·克劳修斯首次提出“熵增定律”以来,这个明显违背常识的理论就受到了很多人的批评。

比如麦克斯韦创造了万能的“麦克斯韦妖”,试图反驳“熵增定律”不可逆的事实,物理学家奥斯特瓦尔德甚至直接斥之为“万恶的深渊”,可见熵增定律在当时是多么的不受欢迎。

如果说对“麦克斯韦妖”的反驳只是“毛毛雨”,那么物理学家约翰·约瑟夫·洛施密特提出的“可逆性悖论”绝对是一针见血。

Loschmidt指出,如果将符合时间反演规律的粒子反转,那么就会出现熵增,这与熵只能增加的观点严重相悖。法》是错误的。

什么是时间可逆性?

简单来说就是逆向推导。举个简单的例子,如果小明站在埃菲尔铁塔上,向下扔一块砖,根据牛顿第二定律,砖下落的速度会增加。如果我们把小明扔砖头的过程“倒过来”,可以看到砖头下落的速度按照牛顿第二定律递减,直到完全回到小明手中时速度变为0。在整个投掷接球的过程中,无论是正视还是倒着看,都能完美诠释牛顿力学。这就是动力学的“时间反转”。

当然,不仅经典力学体系下的动力学方程是可逆的,微观世界中粒子的运动也是不可逆的。从理论上来说,只要微观粒子是可逆的,就意味着系统中的熵不仅可以增加,还可以减少。但这只是理论上的,因为现实生活中的情况并不是这样的。

就像一件从高处掉下来的陶瓷工艺品。不管我们怎么玩掉落的过程,我们仍然可以做出很简单的判断,这显然不符合时间反转。

如何解释“可逆性悖论”?

物理学家路德维希·爱德华·玻尔兹曼表明熵增不是一个单调过程。在宏观系统中,熵增加的概率远大于熵减少的概率。即使系统已经处于热平衡状态,熵也会在最大值附近发生一定程度的波动。波动越大,发生的概率越小。

玻尔兹曼的解释可能有点晦涩,但道理其实很简单。我们可以用一个比喻来解释这个尴尬的说法:给猩猩一台打印机,只要时间足够长,它就能打印出《三国演义》。当然概率很低,但也不能因为概率低就说这个可能性不存在。

又如汹涌的河水。如果说湍急的河水代表着“熵增”,那么撞击礁石造成的回旋就是“熵减”。不要小看这个微小的漩涡(熵减),因为它可以创造一个绚丽的世界。

综上所述

虽然宇宙整体的熵在增加,但并不代表宇宙中所有事物的熵都在增加。部分熵减是宇宙规则允许的。

正是因为局部熵减的存在,才能诞生处于负熵循环中的地球,进而诞生以负熵为食的低熵生命。如果仅仅从“熵”的角度去探究生命的本质,物理学家对生命的理解可能远比生物学家要好。你是不是觉得这个回答有点颠覆?别担心,未来还有更多颠覆性的东西。

基于上文所说的“波动理论”,科学界也诞生了一个非常有趣的东西——玻尔兹曼脑。是从熵增波动中浮现出来的自我意识体。从理论上讲,宇宙中存在“玻尔兹曼大脑”的概率远高于复杂人类。也就是说,宇宙诞生以纯脑为主体的生命体的概率远大于人类生命体的概率。

于是,另一种更慎重思考和颠覆认知的可能性出现了:我们有理由相信,宇宙中可能还有无数人类没有接触过的玻尔兹曼大脑,而它们此刻可能正在静静地观察着人类。

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