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发信人: emacs (In the Name of Love), 信区: Science
标  题: ６９　宇宙是在不断衰亡吗？
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年08月06日17:00:46 星期二), 站内信件



阿西莫夫《你知道吗--现代科学中的一百个问题》
６９　宇宙是在不断衰亡吗？

　　按照“热力学第二定律”，熵总是在不断地增大。这就
是说，能量密度的差别一直在减小。当所有能量密度的差别
都完全取平的时候，就再也无法从能量榨出任何功来，宇宙
也不会再有丝毫变化了。
　　让我们来考虑一个表。一个表之所以能不断走下去，是
因为它的发条或电池中集中着能量。当发条松开或电池发生
化学反应时，能量就从密度高的地方流向密度低的地方，由
于这种流动的结果，表就会走下去。一旦发条完全松开或电
池的化学变化完全结束，整个表里的能量就完全拉平，不再
会有能量在流动，因而表也就不再走了。它已经“衰亡”了。
与此相似，当宇宙中的所有能量全部拉平时，我们就说宇宙
“衰亡”了。
　　当然，我们可以把表的发条再一次上紧，或者换一个新
电池。但为了把表上紧，我们就得使用我们肌肉的力量，从
而使我们自己稍稍“衰老”一点。我们也可以买一个新电池，
但是，那就得把它制造出来，而为了制造这个电池，人们的
工业设备就必定会稍稍“衰老”一些。
　　我们可以通过吃东西来恢复我们自己肌肉的力量，但是，
食物最初是由植物利用太阳的能量产生的。人类的工业设备
主要依靠煤和石油工作，而煤和石油也是植物在远古的年代
用太阳能产生出来的。当地球上的各种事物“衰老”时，我
们总是可以利用某种东西把它们的“发条”再一次“上紧”。
而这类东西通常总要追溯到太阳能的作用，因此，太阳也是
在不断“衰老”。
　　太阳主要是由氢构成的，氢原子中每一个粒子所含的能
量要比氦、氧、铁等较为复杂的原子多得多。在太阳内部，
由于氢不断转变成比较复杂的原子，能量密度就逐渐取平。
在地球上的核动力发电厂中，由于铀原子转变成比较不那么
复杂的原子，也发生同样的情况。今后我们一旦建成了氢聚
变电厂，那么，从某种意义上说，我们就将再现太阳上所发
生的情况。
　　就我们目前所知道的情况看，太阳上的能量密度最后会
完全取平，而太阳本身则将只含有中等大小的原子。对于宇
宙中的所有其他恒星和宇宙中的每一件东西来说，这种说法
也同样成立。
　　如果热力学第二定律是正确的，那么，宇宙中每一个地
方的能量密度就都正在不断取平，从这个意义上来说，宇宙
是在不断衰亡着。假使情况确实是这样，那么，当宇宙中所
有能量都完全均匀分布时，熵就将达到最大值，那时任何现
象都不会再发生了。因为尽管所有能量都还全部存在，但它
已不再会有任何流动，也不会成为发生某种现象的动力了。
　　这是一种令人忧虑的前景（假如第二定律确实在一切条
件下都成立的话），但我们现在完全毋需恐慌。这个过程需
要许多亿亿年才会终结，因此，不仅是在我们活着的时候，
而且在整个人类存在的时候，甚至在地球还存在的时候，宇
宙都会象目前这样继续存在下去。

阿西莫夫《你知道吗？--现代科学中的一百个问题》
科学普及出版社   1984年




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