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,在物理界卻盡人皆知。
宇宙的終局,或者,人類認識范圍內的任何一種客觀存在,如果當做孤立系統,最終的結局必然是熵達到極大值,在那之后,倘若時間的概念仍然存在(這一點并非天經地義),系統本身也不會有任何變化,成為真正意義上的一潭死水。
熱力學三定律,一百多年前的科學原理,給出的就是這樣的一種景象。
在理查德*費曼面前,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,是任何一個學習過現代物理,特別是熱力學的學生,多多少少都會思考過的問題。
區別只在于,尋常人的這種思考,很快就會被生命的逝去、和時間的流逝沖刷殆盡。
一旦意識到人的一生何其短暫,遙遠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,即便只是一個永不下車的憧憬者,無限長的生命還是未知數,思維的角度,也已經和常人大不相同。
熱力學定律,自身而言,是基于統計的直白敘述。
想象一個充斥空氣的密閉空間,在沒有外界的物質、能量影響時,其中的空氣分子,會大致均勻的分布在整個空間里,而幾乎絕對不可能自發的集中在空間一側、讓另一側出現真空;事實上,即便通過外力,讓這種情形出現,一旦撤去外來的干涉條件,氣體分子會迅速向真空一側擴散,經過或長或短的時間,最終,空間內又會變成分子大致均勻分布的平衡態,或者,終末態。
考察處于平衡態的空間,微觀上,任何一小塊空間內的分子數量,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,背后蘊含的機理卻極端深刻,方然并無法看透。
只能說從形而上學的角度,統計規律,可以用來解釋這樣一種現象:考慮空氣分子在空間中的分布,可能的方案有如恒河沙數,但其中絕大多數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、另一半出現真空的方案,則只有其中的極少數。
譬如說,在上面的案例中,如果空間內有10,000個空氣分子,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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