第一〇五章 分布-《永不下車》
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熱寂,定義并不甚明了,用來形容宇宙的最終命運(yùn),在物理界卻盡人皆知。
宇宙的終局,或者,人類認(rèn)識范圍內(nèi)的任何一種客觀存在,如果當(dāng)做孤立系統(tǒng),最終的結(jié)局必然是熵達(dá)到極大值,在那之后,倘若時(shí)間的概念仍然存在(這一點(diǎn)并非天經(jīng)地義),系統(tǒng)本身也不會有任何變化,成為真正意義上的一潭死水。
熱力學(xué)三定律,一百多年前的科學(xué)原理,給出的就是這樣的一種景象。
在理查德*費(fèi)曼面前,方然沒有解釋這些基本原則的必要,他只是言簡意賅的道出疑問。
“宇宙的末日”,這,是任何一個(gè)學(xué)習(xí)過現(xiàn)代物理,特別是熱力學(xué)的學(xué)生,多多少少都會思考過的問題。
區(qū)別只在于,尋常人的這種思考,很快就會被生命的逝去、和時(shí)間的流逝沖刷殆盡。
一旦意識到人的一生何其短暫,遙遠(yuǎn)到不可思議的宇宙之末日,再怎樣努力,也無助于解決眼前的問題,這種思考就會知趣的無疾而終,甚或用“人類連十年、二十年后的世界都無法預(yù)測,又怎能奢望洞悉宇宙的奧秘”來自我安慰。
但是方然呢,即便只是一個(gè)永不下車的憧憬者,無限長的生命還是未知數(shù),思維的角度,也已經(jīng)和常人大不相同。
熱力學(xué)定律,自身而言,是基于統(tǒng)計(jì)的直白敘述。
想象一個(gè)充斥空氣的密閉空間,在沒有外界的物質(zhì)、能量影響時(shí),其中的空氣分子,會大致均勻的分布在整個(gè)空間里,而幾乎絕對不可能自發(fā)的集中在空間一側(cè)、讓另一側(cè)出現(xiàn)真空;事實(shí)上,即便通過外力,讓這種情形出現(xiàn),一旦撤去外來的干涉條件,氣體分子會迅速向真空一側(cè)擴(kuò)散,經(jīng)過或長或短的時(shí)間,最終,空間內(nèi)又會變成分子大致均勻分布的平衡態(tài),或者,終末態(tài)。
考察處于平衡態(tài)的空間,微觀上,任何一小塊空間內(nèi)的分子數(shù)量,總會有微弱的漲落起伏,但是從宏觀上,分子的分布則非常均勻。
為什么會這樣呢,淺顯的表象,背后蘊(yùn)含的機(jī)理卻極端深刻,方然并無法看透。
只能說從形而上學(xué)的角度,統(tǒng)計(jì)規(guī)律,可以用來解釋這樣一種現(xiàn)象:考慮空氣分子在空間中的分布,可能的方案有如恒河沙數(shù),但其中絕大多數(shù)方案都是分子近似均勻分布、平平無奇的那種,所有分子聚集在一半空間、另一半出現(xiàn)真空的方案,則只有其中的極少數(shù)。
譬如說,在上面的案例中,如果空間內(nèi)有10,000個(gè)空氣分子,將空間等分成A、B兩部分,則所有空氣分子在其中任意分布,可能的情形會有2^10000之多。
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