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一個物理定律的發(fā)現(xiàn),讓科學家感到絕望,稱:寧愿沒發(fā)現(xiàn)它

 昵稱tfKn5 2021-05-13

在過去的半個世紀里,人類的科技發(fā)展速度是驚人的,50年前的科技時代跟現(xiàn)在的科技時代相比,相信很多老一輩人都深有體會。即便在當今社會主干力量80后的今天,仔細回顧幾十年來的變化,你會驚訝于人類技術(shù)發(fā)展如此迅速。

近半個世紀以來,人類在科技方面的發(fā)展為何如此迅猛?實際上,主要原因還是厚積薄發(fā),眾所周知,科技發(fā)展的基礎是科學,特別是物理學,如果沒有眾多偉大的物理學基礎理論誕生,相信也不會有各種科學技術(shù)的飛速發(fā)展。舉例來說,牛頓的經(jīng)典物理學將火箭送上太空,麥克斯韋的電磁使現(xiàn)代電工學發(fā)展,愛因斯坦的相對論使導航衛(wèi)星定位精確,等等。

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一百年前,這些偉大的基礎物理學理論的出現(xiàn),為后來科學技術(shù)的迅猛發(fā)展奠定了基礎,科學技術(shù)永遠是緊密聯(lián)系在一起的,它們相互影響,相互制約,沒有基礎物理學的出現(xiàn),就不會有科學技術(shù)的迅速發(fā)展,同樣,科學技術(shù)的迅速發(fā)展也會加速新的基礎物理學的產(chǎn)生。

物理對于人類的重要性相信每個人都明白,特別是我們開始向太空探索宇宙,更需要強大的物理力量的支持。物理的發(fā)展離不開各種各樣的物理定律,每一條物理定律的出現(xiàn),都將極大地促進人類科技的發(fā)展。

物理新定律是新物理學的先驅(qū),也是新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的前兆,物理學中一些基本的定律,就能構(gòu)筑起一個巨大的物理大廈,引導著科技的發(fā)展。正是因為前幾代人在物理學上的不斷貢獻,才終于在近半個世紀中取得了令人驚嘆的科技成就。

一個物理定律的發(fā)現(xiàn),讓科學家感到絕望,稱:寧愿沒發(fā)現(xiàn)它

在物理學的殿堂里,科學家們發(fā)現(xiàn)了許多物理定律,他們對這些定律的發(fā)現(xiàn)感到十分高興,因為它們能夠推動人類的科學技術(shù)進步。然而,有一項物理學定律的發(fā)現(xiàn),卻讓科學家們感覺到,聲稱:寧可不發(fā)現(xiàn),這是為什么?

這條物理定律讓科學家們感到絕望,相信許多朋友也知道,這是熱力學第二定律,也就是科學家們所稱的熵增加定律。熱力學有兩條定律,第一條定律告訴我們:能量不能憑空產(chǎn)生,只能從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個狀態(tài),而且能量是守恒的。

熱力學第一定律的發(fā)現(xiàn),終結(jié)了有些人幻想創(chuàng)造一個能持續(xù)輸出能量的永動機夢。這一永動機之夢結(jié)束了,而另一些人則提出了一種新的永動機,他們試圖從自然中吸收能量,然后驅(qū)使啟動機繼續(xù)向外運動,這一夢并未違反能量守恒定律,即第二類永動機。

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所以第二種永動機是可以實現(xiàn)的?盡管沒有違反熱力學第二定律,但它違反了熱力學第二定律,即熵增加定律。按照增益定律,用在做功上的能量越多,熵就越小,用能就越少,熵就越大。簡而言之,能量燃燒后留下的廢物的熵越高越好。

對于孤立系統(tǒng),有用能越小,熵就越大。假如我們不斷地從自然界吸收能量,并利用其持續(xù)做功,那么,就會產(chǎn)生出越來越多的有用能,這顯然違反了熵增法則,從而證明第二類永動機也不可能被制造出來。

熵增法是用來說明系統(tǒng)的混亂程度的,在一個孤立的系統(tǒng)中,熵值越大,混亂程度越大,并且熵增法是不可逆的,任何事物從誕生之日起,熵值都在增加,系統(tǒng)也會越來越混亂,最終走向毀滅。

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對孤立系統(tǒng)來說,熵總是會自發(fā)增加,有序度越來越小,這類現(xiàn)象在我們的日常生活中隨處可見,如:房間會越來越亂,破鏡不能自發(fā)恢復,混合液不能自發(fā)分離等。

從某種意義上說,熵增定律也是時間定律,它告訴我們,時間總是不斷地流逝,而且不能逆轉(zhuǎn),這也從側(cè)面告訴我們,在相對論里,時間的倒流也是不可能的,時間機器只存在于科學幻想中,而現(xiàn)實世界則不可能。

熵增法真正使科學家們感到絕望的是,通過它,宇宙的末日即將來臨,而這種末日正是大熱寂靜。假如宇宙是一個孤立的系統(tǒng),從其誕生之時起,其熵值就在不斷增加,宇宙也會變得越來越混亂,最終用能全被消耗掉,整個宇宙達到熱寂靜狀態(tài),停止運轉(zhuǎn),任何生命都將消失。

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而生命的存在也會加快宇宙熵值的增長速度,加速宇宙的衰亡,這是因為人和其他生命體都是熵值負的,為了維持生命的功能,就必須不斷地消耗用能,因此宇宙系統(tǒng)的熵值也會加速增長。

這當然就是宇宙在孤獨中的情形,如果宇宙不在孤獨中呢?相信許多朋友已經(jīng)了解了多元宇宙論,這是科學家們提出的一個推測,認為宇宙外還有更廣闊的空間,存在著數(shù)不清的宇宙。

若多元宇宙論正確,則我們的宇宙并不是一個孤立的系統(tǒng),有用的能量可從宇宙外部不斷獲得,只要宇宙外部的空間沒有走向毀滅,我們的宇宙也可以保持著緩慢增長的熵值,持續(xù)更長的時間。

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無論怎樣,熵增加定律的發(fā)現(xiàn),確實不是個好消息,它告訴我們,一切事物的最終結(jié)局都是毀滅,即使人類的科技再強大,人類的文明也無法永續(xù),總有一天我們將迎來大災難,而人類不斷發(fā)展的科技,只有在延續(xù)大災難的同時,才能使人類的整個系列能走得更遠。

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