趣味探索|一百多年前，有人提出一个令人沮丧的热力学定律，科学家宁愿没它
在现代物理学中 ， 存在着多个物理定律和物理理论 ， 牛顿的三大定律 ， 爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论 ， 麦克斯韦的麦克斯韦方程组和电磁场理论 ， 有了这些定律和理论 ， 人类科学技术才得到快速发展 ， 特别是一些高新技术发展 ， 实际是对物理原理的一种更深解读和延伸 。 
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在过去几百年时间里 ， 人类依靠这些物理定律和理论 ， 让人类社会得以蓬勃发展 ， 近几百年的发展跨度远胜于过去5000年的发展跨度 ， 因为物理定律和理论指导人类制造出很多高技术物品 ， 飞向遥远外太空的高科技人造物 ， 开始走进人类生活的智能机器人 ， 可以虚拟整个世界的计算机系统 。
物理定律和理论可以说人类科技发展的基石 ， 一个新物理定律的建立 ， 必然会构建一个全新的物理框架 ， 为人类物理学添砖加瓦 ， 或许会颠覆之前错误理论 ， 或许会补充之前不完善理论 ， 但是 ， 新物理定律能让物理学变得更加完整和全面 ， 推动人类科技迈进另一个高度 。 
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【趣味探索|一百多年前，有人提出一个令人沮丧的热力学定律，科学家宁愿没它】然而在一百多年前的1867年 ， 德国数学家鲁道夫·克劳修斯提出一个让很多物理学家无比沮丧的物理定律 ， 因为这个物理定律在经过一系列延伸性解读后 ， 不少科学家称宁愿宇宙中没有这条定律 ， 希望未来人类能够证明这条定律是不成立的 。
这条物理定律就是大家所熟知的热力学第二定律 ， 它的另外一个特别名字叫“熵增定律” 。 在热力学中 ， 热力学第一定律由焦耳和迈尔在1850年提出 ， 它表明了能量守恒原理 ， 在绝热状态中 ， 物体内能增加等于物体吸收热量和对物体所作功总和 ， 也就是说能量只会从一种形式转化为另外一种形式 ， 不会凭空产生 ， 也不会凭空消失 。 
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热力学第一定律诞生 ， 立马打断了人们制造出能持续输出能量永动机的念头 ， 因为热力学第一定律告诉我们 ， 能量是不会凭空无故产生的 ， 制造出永动机是不可能的 。
既然能量不能凭空产生 ， 那么我们能否通过吸收自然界能量的方式来获得另一种能一直持续下去的永动机吗？因为太阳 ， 风能 ， 地磁能都是取之不尽、用之不竭的自然能量 ， 然而熵增定律告诉我们 ， 永动机也不可能长期持续下去 ， 因为随着时间的推移 ， 熵继续在增加 。 
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作为热力学第二定律的熵增定律其实也很好理解 ， 就是指热量只从高温物体流向低温物体 ， 过程不可逆转 ， 也就是说能量只从高能物体流向低能物体 ， 只要有能量流动 ， 系统熵就会一直增加 。 在宇宙中 ， 还真找不到能量不流动的地方 ， 所以宇宙中任何星系熵一直在增加 。 
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系统熵越高 ， 说明系统内部能量越趋向均匀 ， 内能转移起来就越少 ， 系统变得一塌糊涂 ， 接近崩溃 ， 比如我们太阳系 ， 当熵达到某个高度时 ， 太阳无法发出光和热 ， 太阳系该到土崩瓦解的时候了 。 因此“熵”的延伸解读：“熵”是衡量系统混乱程度的一个物理学概念 。
如果将一个动物看成是一个系统 ， 那么根据熵增定律 ， 在没有能量补充的情况下 ， 因动物体内能量一直在流动 ， 各个器官因能量不足而逐渐崩溃 ， 从有序到混乱 ， 动物最后会死亡 ， 当动物从外部进食时 ， 虽然补充了能量 ， 阻止了身体器官崩溃 ， 但增加了外部熵值 ， 也就是说能量要从外部流入动物体内 ， 总体来说熵值还是增加了 。 
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以更大视角来看 ， 如果把浩瀚宇宙当成是一个“孤立”系统 ， 根据熵增定律 ， 那么随着时间的推移 ， “熵”只增不减 ， 因为能量一直在流动 ， 比如恒星在发光发热 ， 而地球在吸引光和热 ， 脉冲星一边旋转 ， 一边释放脉冲信号 。
最后 ， 整个宇宙能量变得越来越均匀 ， 能量转移越来越慢 ， 宇宙变得越来越混乱 ， 没有星系 ， 没有中子星 ， 没有黑洞 ， 也没有恒星 ， 最后整个宇宙处于“热平衡”状态 ， 也就是说这个时候的宇宙已经算是消亡了 ， 而作为智慧人类的我们也就不复存在了 。 
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因此 ， 熵增定律表明宇宙变化不可逆 ， 逐步走向消亡 ， 有人估计 ， 宇宙可能在10^1000年之后用完所有能用的能量 ， 达到最后“热平衡”状态 。 这就是为什么很多物理学家对这条感到无比沮丧 ， 宁愿没有这条定律 。 有趣的科学探索内容请关注唯一微信公众号：有趣探索
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