默認冷灰
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方正啟體

第一?栁逭? 分布(1/2)

作者:陽電字數:7054更新時間:2019-01-31 02:35:43

    熱寂,定義並不甚明了,用來形容宇宙的最終命運,在物理界卻盡人皆知。

    宇宙的終局,或者,人類認識範圍內的任何一種客觀存在,如果當做孤立係統,最終的結局必然是熵達到極大值,在那之後,倘若時間的概念仍然存在(這一點並非經地義),係統本身也不會有任何變化,成為真正意義上的一潭死水。

    熱力學三定律,一百多年前的科學原理,給出的就是這樣的一種景象。

    在理查德*費曼麵前,方然沒有解釋這些基本原則的必要,他隻是言簡意賅的道出疑問。

    “宇宙的末日”,這,是任何一個學習過現代物理,特別是熱力學的學生,多多少少都會思考過的問題。

    區別隻在於,尋常人的這種思考,很快就會被生命的逝去、和時間的流逝衝刷殆盡。

    一旦意識到人的一生何其短暫,遙遠到不可思議的宇宙之末日,再怎樣努力,也無助於解決眼前的問題,這種思考就會知趣的無疾而終,甚或用“人類連十年、二十年後的世界都無法預測,又怎能奢望洞悉宇宙的奧秘”來自我安慰。

    但是方然呢,即便隻是一個永不下車的憧憬者,無限長的生命還是未知數,思維的角度,也已經和常人大不相同。

    熱力學定律,自身而言,是基於統計的直白敘述。

    想象一個充斥空氣的密閉空間,在沒有外界的物質、能量影響時,其中的空氣分子,會大致均勻的分布在整個空間裏,而幾乎絕對不可能自發的集中在空間一側、讓另一側出現真空;事實上,即便通過外力,讓這種情形出現,一旦撤去外來的幹涉條件,氣體分子會迅速向真空一側擴散,經過或長或短的時間,最終,空間內又會變成分子大致均勻分布的平衡態,或者,終末態。

    考察處於平衡態的空間,微觀上,任何一塊空間內的分子數量,總會有微弱的漲落起伏,但是從宏觀上,分子的分布則非常均勻。

    為什麽會這樣呢,淺顯的表象,背後蘊含的機理卻極端深刻,方然並無法看透。

    隻能從形而上學的角度,統計規律,可以用來解釋這樣一種現象:考慮空氣分子在空間中的分布,可能的方案有如恒河沙數,但其中絕大多數方案都是分子近似均勻分布、平平無奇的那種,所有分子聚集在一半空間、另一半出現真空的方案,則隻有其中的極少數。

    譬如,在上麵的案例中,如果空間內有10,000個空氣分子,將空間等分成A、B兩部分,則所有空氣分子在其中任意分布,可能的情形會有^10000之多。

    ^10000,毫無疑問,這一數字是難以想象的巨大。

    然而所有空氣分子都跑到一邊、另一邊出現真空的情形,又有多少種呢?

    要麽所有分子都在A,要麽所有都在B,數一數,這樣的極端情形為何幾乎不可能出現,原因也就不言自明:

    這種情形,隻有區區種方案,可以做得到。

    10000個空氣分子的任意分布,自發出現一半空氣、一半真空的概率是1/^9999,這個數字究竟有多呢,數學家可能會感興趣,但是對物理學家而言,實踐意義上,如此微末的數字根本就等於零。 本章尚未完結,請點擊下一頁繼續閱讀---->>>

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