一座瀑布,水流濺出水聲和波瀾。一堆柴火,火焰放出光芒和熱量。一疊盤子,落在地上碎的七零八落。當(dāng)你看到這些景象,你是否會在意?
或許大部分人都不會注意到這些,這些只是非常平常的事物而已。然而,這些看似平常的事物,已經(jīng)發(fā)生了難以挽回的變化:水流的勢能轉(zhuǎn)化為無法利用的聲能和水波勢能,木頭的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和熱能,原本有序的盤子變得無序。
我們無法把聲能和水波勢能重新轉(zhuǎn)化為水流勢能,無法把光能和熱能重新轉(zhuǎn)化為木頭化學(xué)能,無法把碎片還原成原本的盤子。
這一切,都在由有序向無序變化!
事實(shí)上,宇宙中所有事物,都會由有序走向無序。這就是熱力學(xué)第二定律,也叫熵增定律,由克勞修斯提出,物理表達(dá)式為dS=dQ/T,其中S表示熵,1表示熱量,T表示時(shí)間;適用于孤立系統(tǒng)。
所謂熵,就是衡量事物混亂程度(無序性)的物理量,它是物理世界的三個(gè)基本要素之一。熵增定律揭示了在一個(gè)孤立系統(tǒng)會變得越來越混亂越來越無序。宇宙作為一個(gè)孤立系統(tǒng),自然也遵守熵增定律,也就是說,宇宙會不可避免地走向無序。
可以說,就是因?yàn)殪卦?,宇宙間的事物才會走向滅亡。人會衰老死亡;恒星會因?yàn)槿剂虾谋M而“死亡”,變?yōu)榘装?、中子星或者黑洞;而行星,會在?dāng)恒星“生命”終結(jié)時(shí)變成的紅巨星吞沒;就連黑洞,也會不斷蒸發(fā)直到最后爆炸而消亡!
那有什么辦法能阻止這個(gè)過程,也就是使一個(gè)系統(tǒng)的熵減小嗎?
答案是肯定的,那就是給予這個(gè)系統(tǒng)能量!舉個(gè)簡單例子,地球,正是因?yàn)樘柦o予了地球巨大能量,地球上的一切生物才不會走向消亡。一旦太陽失去光芒,生機(jī)勃勃、一切有序的地球也只有一個(gè)結(jié)局,那就是變成火星那樣的死寂星球。
如果能量足夠多,這個(gè)系統(tǒng)的熵還會減小。比如一杯水,放入冰箱中,液態(tài)水變?yōu)楣虘B(tài)冰,無序走向有序,這就是通過冰箱消耗電能而來的。不過,一旦停止提供電能,固態(tài)有序的冰又會變?yōu)楦鼰o序的水,甚至更加無序的水蒸氣。
沒有事物能逃過熵增定律,所以科幻大家劉慈欣說:死亡是唯一一座永遠(yuǎn)亮著的燈塔,不管你向哪里航行,最終都得轉(zhuǎn)向它指引的方向。一切都會逝去,只有死神永生。