PersonalCorpus 版 (精华区)

发信人: catdog (评论员), 信区: Philosophy
标  题: Re: catdog出来一下
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年11月22日21:25:37 星期六), 站内信件

本来熵的定义就很含糊，我可能也没办法说明白。乱乱写一堆，能看懂
多少算多少。
有时候定义又是自相矛盾，比如原子形成规则晶体熵却是增加的。形成
规则六面体的盐分子反倒比未形成晶体的时候要混乱。呵呵。

最早的熵的公式是：δS=δQ/T。δS是熵的变化，δQ是从外界吸收的
热量T表示物体的绝对温度。假设一个100度的物体和一个零度的物体放
在一块发生传热，那么瞬间内高温物体δS=-δQ/373.15，低温物体的
δS=δQ/273.15。也就是高温物体因为放热损失了熵，低温物体因为吸
热熵增加。不过把这两个熵加在一块显然是大于零的，因此放热构成总
熵是增加的。卡诺循环是理论上不增加上清况下把热能最高效的转化为
机械能的循环。最初的热二定律就是这样定义熵的。并没有提到什么混
乱度一类的概念。
后来随着熵概念的扩展，波尔兹曼利用统计热力学的一些结论给出了一
个统计学的定义：S=klnΩ,Ω是微观状态数，他的定义太复杂我就不写
了。这时候熵就和混乱程度联系起来了。比如高温物体由于分子运动速
度快，认为混乱度大，而低温物体正相反。简单说一群蚂蚁到热锅上处
乱爬让人看了心烦，如果锅不热而且摸了胶水蚂蚁爬的很慢看着就不那
么乱了。
波尔兹曼就发现了生物体的变化不同于热力学定律，提出过负熵。后来
薛定谔在《生命是什么》中明确指出生物体靠吸收外界的负熵（自由能）
这个时期也有了初步的信息熵的概念。
信息论创始人维纳申农（还有一个记不清了）等人明确给出了信息熵的
定义H=ln(w)，表示对事物运动状态的不肯定程度。
从信息论的观点来看，冷源可以看作一个信息源。在热量传递过程中，
冷源接受热源的热量，分子运动的混乱度增加。用信息论的语言来说，
热源是一个噪声源，它对冷源发生噪扰。这样，我们可以借用信息论的
概念和话把“热源—热机—冷源”所组成的热力学系统看成是一个通信
系统，传热过程可以看成一个通信过程。用信息论的术语来表述热力学
第二定律，：如果不从外界得到新的信息，那么对信息所进行的操作和
变换不可能使信息量增加，或者说，不定度不可能减少。
早期的热力学熵的定义解释了麦克斯韦的一问题：既然认为分子运动是
纯符合概率论的，应该存在这样的可能也就使突然间一杯水一半结冻而
另一半却在沸腾。这一过程显然不符合熵正原理，可以解答了。
还有一个麦克斯韦小妖得悖论，假设一个封闭气体容器上装了两个导管
通向两个真空瓶，导管装着阀门，有两个小妖控制着，一个只放告诉的
气体分子通过，一个只放低速的。我们知道高温气体的分子平均运动速
度快，低温的慢。这样一个系统会不会导致一个罐子里是高温，一个是
低温呢？这样的过程不是一个上减少的过程么？信息熵的定义告诉我们
小妖想识别分子的速度就要引起外界更大的熵的增加，因为信息确定是
一种负熵。
这里还要提到一个概念就是耗散结构，这个概念首先是由普利高津提出
的。普利高津认为，在非平衡系统中，在与外界有着物质与能量的交换
的情况下，系统内各要素存在复杂的非线性相干效应时才可能产生自组
织现象，并且把这种条件下生成的自组织有序态称之为耗散结构。前段
时间看一个狗屁文人说什么毛泽东也预见过耗散结构，还有人说道家思
想也蕴含着耗散结构。真让人无话可说，不知道些这样文章的人知不知
道啥叫耗散结构！
简单解释一些耗散结构。比如一个金属棒一端为高温，一端为低温。显
然要发生热量传递。在热量传递过程中，金属棒上的温度保持着不均匀
的温差分布。如果把两端的热源和冷源去掉金属棒的温度又恢复到温度
均匀的无序情况。可见热量从金属棒中传递的过程可以保持金属棒中的
有序状况。
可以看到耗散结构并不是否定热力学第二定律，而是热二定律得有效补
充。负熵理论也可以用耗散理论来解释。
另外说明一点，现在国内似乎提到耗散结构必提到什么恩格斯的预言，
让人颇觉得好笑，难道不是物理学家的恩格斯能预言到20世纪70年代的
科学成果！其实仔细看恩格斯的话其实和耗散结构根本就风马牛不相及。
恩格斯的观点是：“恒星散失到宇宙中的热量会重新聚积起来，也就是
认为现存的宇宙变为无序以后，还会变回来”。这样的观点显然是违反
热力学第二定律的，怎么能说和耗散结构有关系呢！我分析马恩的哲学
是建立在宇宙乐观主义的基础上的，这个叔本华尼采等人走的路正好相
反。马恩的哲学还是号称唯物的，以自然界三大定律为基础。可是热二
定律的出现以及其热寂说的推论对宇宙乐观主义打击巨大，既然宇宙的
发展是走向灭亡，谁还会相信乐观的共产主义理想呢？恩格斯的话仔细
看来倒像是一个没理的孩子在叫着：“就是这样就是这样”的狡辩。后
来的继承者可下找到了个救命草，搅得就更理直气壮了。
呵呵，后面这段是个人观点，不必相信。


【 在 sibyl (庵主@恐龙家族) 的大作中提到: 】
: ftftft，当一个人不知道1和2的分别的时候还是可以问地：（
: 应该说熵是无序度的度量，所以熵越大越无序
: 可是这个有序无序怎么看？我说这个“熵”到底是个啥？越来越迷糊，ft~
: 【 在 catdog (评论员) 的大作中提到: 】
: : 熵就是有序度的度量，熵越大越混乱。
: : 你这个问题相当于问为啥2比1大，呵呵。


--
好学近乎知 力行近乎仁 知耻近乎勇

※ 来源:·哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn·[FROM: 202.118.240.11]
※ 修改:·catdog 於 11月22日21:29:32 修改本文·[FROM: 202.118.240.11]