Archives for 熵

波士顿爆炸案引发的反思

早晨看新闻得知波士顿发生爆炸事件,发生在马拉松比赛现场。在这一充满健康和快乐气息的环境中发生这样的惨剧,让人痛心不已。不禁联想到911恐怖袭击惨剧、伦敦地铁爆炸惨剧,现代文明的成就带来无与伦比的秩序的同时,也带来了如此多的冲突与悲剧。

联想到了前两天关于熵的思考,局部的秩序与繁荣会带来其他地区的混乱与衰败。昨天开始阅读的普利高津的《从混乱到秩序》,作者尝试对科学所追求的确定性和现实世界的偶然性的做出统一的解释,道出了人类的伟大与成就,也道出了人类的渺小与无力。人们相信,宇宙存在法则,并致力于去不断追寻和探索这种法则,希望能通过对确定性的追求减少内心对于不确定不稳定的世界的恐惧。科学技术踏入正轨的三百年来,人类看起来成功了,在一个越来越完善、确定性越来越强(至少是人们所认为的)的框架里,攻克了一个又一个科学难题,解释了一个又一个曾经被认为是不确定的现象(包括海森堡的测不准原理,也加强人类对不确定性的确定认识),取得了改造世界方面的长足进步。然而,也是这三百年,人类经历了历史上无可比拟的灾难,战争、犯罪、恐怖袭击,在科学规律越来越清晰的世界中人们经历着道德的失序,经历着文明的冲突,经历着古代人永远无法理解的甜蜜的悲伤。普利高津尝试在科学中找到对这一问题的解释,尝试将自然科学和人文社会科学统一到一个框架中来,解释确定性与不确定性的共存,解释秩序与混乱的共存,解释永恒与时间的共存。 Read More

熵及其他

昨天晚上问了朋友一个问题:你觉得明天会更好吗?他的回答是:你知道热力学第二定律吗?于是一晚上做的梦都是关于熵啊什么的。早晨起来忍不住回顾了一下高中物理的概念,也抓到了一大堆灵感,实在想有序化一下。

熵与热力学三大定律

热力学第一定律:能量守恒定律

热力学第二定律:热传递表述:热量可以自发从较热物体传递到较冷物体,但不可能自发从较冷物体传递到较热物体;热功表述:不可能从单一热源吸取热量,并将这热量变为功,而不产生其他影响;熵表述:随时间进行,一个孤立体系中的熵总是不会减少。

热力学第三定律:绝对零度时,所有纯物质的完美晶体的熵值为零。或者绝对零度不可达到。

热力学第零定律:如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡,那么它们也必定处于热平衡。

熵与各学科

热力学的熵表示的是“系统混乱状态”。熵越高,系统越混乱;熵越低,系统越有序。

信息论中熵是对不确定性的测量。熵越高,能传输越多的信息;熵越低,能传输的信息越少。

生态学中熵表示的是生物多样性的指标。熵越高,生物多样性越高;熵越低,生物多样性越低。

熵与人的理性

生命本身即为混乱之中由于未知的原因出现的有序。人的理性倾向于保持有序状态,热衷于追求有序、可控的事物。人通过从外界获取能量,通过新陈代谢做功,减少身体中的熵,实现内部的有序化。同时通过对外界做功,实现外部世界的有序化,这一过程又会增加自身的熵,再次通过新陈代谢减少熵的存在。因此,人的理性是倾向于熵减少的,但这一过程需要持续获得外界能量的帮助。 Read More