關於熵,一個沒有想明白的問題
文章來源: 越吃越蒙山人2024-03-18 07:32:46

 

坐在城裏寫這樣的文章,我自己都覺得是吃飽了撐的。而且,寫完後連我自己看著都覺得通篇全像是在說瘋話癡語,成心不讓人明白的樣子。其實,這也是一種不學無術的表現,說話讓人難懂的原因,根本就是自己不是很明白。但還是要寫出來,目的就是想找聰明人能過來指點一下迷津。不過還得再次聲明一下啊,此乃小眾話題,看完後覺得生澀無聊味同嚼蠟者,本山人概不出麵道歉,並同時保留反向指責的權利。

諾貝爾獎獲得者薛定鄂曾經寫過一本篇幅不大的著作叫做《什麽是生命》,這本小冊子我並沒有從頭到尾讀完,隻是以前在看一些寫有關社會進化書的作者不斷地提起,就曾找來把相關章節研讀了一下。非常有意思也非常令人迷惑的是,薛定諤把生命的終結,死亡的時刻,稱作是熱力學平衡靜止狀態的到來。

按照薛定諤的說法,每一個生命的過程,或者事件,發生的情況,不管叫什麽,這些發生在自然界的東西或事件,總會在發生的那個地方讓世界上一個部分的熵增加,而對於這個生命體來說,有一個對它來說的熵的危險狀態,也是最大值,當它一步一步逼近這個狀態時,就是在逼近死亡了。所以,這個生命體就要從所處的環境中攝取負熵。比如,對於人類這個生命體來說,就是從食物那種生存有機體中提取“負熵”。這就是新陳代謝,本來新陳代謝(Metabolism)這個詞在希臘文的原意就是相互交換。

所以薛定諤從統計物理學的角度來看這個問題,說新城代謝的基礎就是,生命有機體成功地把自己從它在活著的時候不得不產生的熵中解脫出來。換句話說就是,生命生來就是和熵這個東西做對的,而熵是以符合熱力學第二定律的原理,包含在能量和物質中,其作用是讓能量和物質揮散以達到熱力學平衡的。這種屬性這在許多情形下,等同於使事情從有序往無序的方向轉化。但這種轉化是有成本的。

物理學家往往會把一個很鮮活的概念給形而上學化。我的理解,薛定諤對這個問題的說來繞去,其實是想解釋這樣一個道理,即(有機體)生命趨向於在自然界或說宇宙中開創一種秩序,而這個秩序的終結平衡於無序。熵這個這個物理學概念,其實不是一個數學公式推導演繹出來的定律,不是一個自然法則。這個定律是一個統計的結果,它說明了在一個封閉的係統中,能量要向無秩序的方向衰退,變成一種less useful的形式,這就給能量的轉換帶來了成本。而這種次等級的能量卻是擁有更高一級的熵。

嗬嗬,太費解了。按照大師們的詮釋,熱力學第二定律以科學的嚴謹和精準說明,任何人不可能什麽都不付出就能得到他所希望的東西。甚至,你都不能打個平手,來一個等價交換。所以,這世間不可能有人能發明出永動機,什麽事情都不可能一勞永逸,什麽東西也都不可能長生不老,永遠興盛。在封閉係統中的有機體生命是如此,在封閉地球文明的環境下,由有機體生命的運作組合出來的社會機製應該也是如此,所以,我猜在這冥冥世界中,它們一定也會遵守一種更為廣義的“熱力學第二定律”,這樣的話,就會有一個危險的熵值在前方毫無聲息地等待著,而我們現在正在經曆或正在目睹的,就是這樣一個社會有機體從有序到無序的必然衰變。因此大家不用著急,現在的很多東西,不管你是喜歡還是討厭,都會從中興走到末路。美國的民主終歸是會死掉的,中國的共產黨終歸也是會死掉的。到時候,這樣的生命或說機製雖然死掉了,可是得到的熵卻是高級的。這恐怕也是值得我們欣慰一下的吧。嗬嗬。

說句不必謙虛的話,我一向以為自己的認知分析能力還是不錯的,一般隻要想學的東西,鮮有讓我不得其解的。可這有關熱力學第二定律的問題,卻著實是煩擾困惑我已近半個世紀之久了,直到現在對它的本真全貌還是沒有完全理解。我第一次聽說熵這個概念,是從高中物理老師的課堂上,當時他是一帶而過,我猜班上是沒人知道他在說什麽呢。不過那時候剛粉碎四人幫不久,中學老師沒幾個業務能力強的,這個老師自己對這個定律明白不明白都是個問題。後來,在大學裏上過一門大課《基礎物理》,這應該是工科生必選課之一吧,我這才稍微明白了一些有關熵的表麵定義。說起來,那已經是整整四十五年前的事情了。