平话熵和热力学第二定理
来源: | 作者:段勇 | 发布时间: 2022-11-27 | 5990 次浏览 | 分享到:

100%的呢?是万有引力。

2 地球的组成物质不会在空间均匀分布

有一个著名学者叫方励之,原来是中科大的校长。他就认为万有引力是破坏热力学第二定理的原因[1]。邬焜教授认为万有引力和核力是宇宙不会走向热寂的原因[2]。他们的这种观点是完全正确的,但不全面。

4.两个定理

根据前面的论述,《太极进化主义》提出两个定理来全面阐释世界进化的动力。

世界进化动力定理1万有引力、电磁力、强核力和弱核力是世界向复杂的对称性破缺的结构方向进化的动力。

热力学第二定理(熵增定理)想指出世界退化的必然性,玻耳兹曼关系式指出了世界退化的根源,而这个世界进化动力定理指出了世界进化的必然性和进化的根源。有了这个定理之后,我们就可以看出熵减不仅可以来自于系统外部,还可以来自于内部。熵增定理是错误的,世界不会热寂。

四种力在不同结构中相互作用产生了各种复杂的物质,各种物质有很多不同的属性,这些属性都会或多或少地影响系统运动和相互作用的结果,促使复杂的、非平衡的系统出现。我说的各种属性首先包括物质的各种化学性质和物理属性,例如非生物的辐射、发光、动能守恒、量子力学特性、范德瓦尔斯力等所有物理性质,还有各种化学属性,各种生物的生长、新陈代谢、再生、趋光、繁殖、变异等生物属性。这些属性都可以是世界向复杂的、非平衡方向进化的动力,因为它们都可能带来稳定的对称性破缺。

既然所有的生物功能都可以是进化的动力,智能也是一种生物功能,也可以是进化的动力,而且智能已经成为创造复杂和有序的最重要的动力。于是我们就有了第二个定理。

世界进化动力定理2物质的各种属性都可能是世界向复杂的对称性破缺的结构方向进化的动力。

这个定理其实是第一个定理的推论,因为物质的各种属性都是那四种力在不同结构当中相互作用的结果。

系统论有一个重要的定理,就是结构决定功能。进化是结构复杂化,因为结构决定功能,所以复杂的结构能产生更多的功能。新功能的产生意味着结构的有序化。有序结构的一个新功能的产生意味着世界进化的动力又增加了一种。新的动力可以推动世界更加复杂有序。于是进化促进进化,复杂促进复杂,有序促进有序,不断形成新的正反馈,世界进化的速度就会不断增加。

那么热力学第二定理是不是被完全推翻了呢?可以说是,也可以说不是。因为各种力和各种属性都不起作用,或它们的作用你都不考虑的时候,热力学第二定理是成立的。也就是说热力学第二定理的成立是有条件的,或者说热力学第二定理描述的是一种特例,没有普遍性。例如,在有限范围内的气体扩散符合热力学第二定理,但范围扩大到一定程度就不一定符合热力学第二定理了出了大气层就不行了,气体摆脱不了地球引力。再如热量传递一般遵守热力学第二定理,热量是一种能量,其他能量的传递就不一定遵守热力学第二定理了。

在前面分析小球的例子中,如果每种分配方式出现的概率相同,那么对称状态的容配数越大,与其对应的不对称状态出现的概率越小,它的熵就显得越小,也就是严重的熵减。注意这句话中有一个条件:“如果每种分配方式出现的概率相同”。这个条件能成立吗?有时候成立,有时候不成立。当四种力不起作用,或相互抵消,或力很小可以忽略的时候,这个条件就成立。这就是为什么热力学第二定理是有条件的。

其实,大家都知道,即使世界真的会走向死亡,那也是几十亿,甚至几万亿年以后的事情,没有几个人真正关心这种事。问题的关键在于,世界退化的趋势如果是普遍规律,那么也将主宰我们日常生活中的很多事物。我们的社会是否会越来越混乱,人性是否会越来越堕落,科学技术能否持续发展,人类现代文明是否会把我们引入深渊?等等。有了前面这两个定理,我们就可以相信世界既有自发的退化趋势,也有自发的进化趋势,退化不是世界的宿命。热力学第二定理的意义就是提出了一种退化的世界观,而我提出的这两个定理可以建立一种进化的世界观,明确指出了进化的根本原因和动力是什么。

参考文献:

[1]方励之.宇宙为何不热死[J].自然辩证法研究,1988(1):15-21.

[2]邬焜.复杂信息系统理论基础[M].西安交通大学出版社,2010:206.