很多人都会发现一个现象:一栋房子只要空置三年左右,就会出现明显老化,墙面受潮、结构破损、整体快速破败。老一辈常说这是因为缺少人气,从科学角度来看,这一现象背后是一条基础自然规律,也就是熵增定律。
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这条规律被很多研究者认为是自然界中具有普遍适用性的法则,影响范围包括日常事物、生命系统,乃至宇宙的长期演变。
1865年,德国物理学家克劳修斯正式提出熵的概念,用于描述系统内部的混乱程度与能量分散状态,并在此基础上总结出熵增定律。这条定律的核心内容是,在没有外部能量输入的封闭系统中,事物会自发从有序状态向无序状态转化。
热水自然冷却、物体破损后难以自行复原,都是熵增过程的直观体现。房屋长期无人居住,没有定期维护、修补、清洁,也就没有持续的能量输入,结构与环境会自然走向混乱,这正是熵增定律在生活中的直接表现。
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有人会提出疑问,空调可以降低室内温度,地球能够形成复杂的生命系统,这些现象看似与熵增方向相反,其实并没有违背这条定律。空调在制冷过程中需要消耗电能,在局部形成有序状态的同时,会向外部环境释放更多热量,从更大范围来看,整体混乱程度仍然在增加。
地球能够维持稳定环境并孕育生命,是因为地球并不是孤立系统,太阳持续提供稳定能量,地球在吸收有序能量的同时,向宇宙空间释放多余能量,从而维持自身的稳定状态。
薛定谔曾经提出,生命以负熵为生,这一观点准确概括了生命存在的物理基础。人类和其他生物通过摄入食物、呼吸氧气,从外界获取有序能量,维持身体机能与细胞稳定,延缓自身的无序化过程。
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在这一过程中,生物会向环境排放代谢产物,从整体角度看,仍然符合熵增的整体趋势。生命活动本质上是依靠外部能量维持局部有序,并不是对熵增定律的突破。
在宇宙尺度下,熵增定律同样具有支配作用。黑洞曾经被认为可能规避熵增规律,后来的研究逐步表明,黑洞同样存在熵,并且会通过辐射过程缓慢释放能量,最终走向蒸发。现有研究认为,宇宙中大部分熵都与黑洞相关,黑洞的演变过程也是宇宙整体熵增的重要组成部分。
按照现有理论推演,在极长期的尺度下,宇宙会逐步走向能量分布均匀的状态,恒星耗尽燃料,黑洞完全蒸发,物质结构趋于稳定,不再有显著变化与能量流动。这一长期趋势,是熵增定律作用下的必然结果。
玻尔兹曼等人的研究指出,熵增是宏观系统的统计趋势,在微观尺度下,局部出现有序化的可能性依然存在,只是概率极低。
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宇宙能够形成稳定结构与生命,本身就是极低概率下的结果。人类所经历的稳定环境、社会发展、个体成长,都是在长期无序趋势中维持的局部有序状态。
从这个角度来看,维护房屋、保持生活秩序、推动社会发展,都是通过持续输入能量对抗无序化的过程。理解熵增定律,并不是为了强调消极趋势,而是帮助人们更清晰认识秩序、维护与发展的意义,在自然规律的框架下,理解维持有序、持续行动的现实价值。
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