如何理解《我們》中熵的概念?

時間 2021-06-09 14:11:12

1樓:蟬鳴

S是熵,Ω為該巨集觀狀態中所包含之微觀狀態數量,k是乙個常數。

稍微解釋一下Ω,乙個最簡單的例子:

2枚硬幣,如果巨集觀狀態是兩個正面,那麼這個限定條件下只能 1正2正,只有乙個微觀狀態,Ω =1。如果巨集觀狀態是乙個正面乙個反面,那麼這個限定條件下:1負2正,1正2負,兩個微觀狀態,Ω =2。

熵就是關於Ω 的單調增函式,Ω越大,熵越大。

對應到熱力學第二定律:孤立系統的熵總是增加的。

也就是說,孤立系統Ω 總之趨向於最大。用硬幣的例子,你兩枚硬幣拋無數次,最終結果肯定趨向於一正一反,如果是10枚硬幣,那麼肯定是趨向於5正5反,因為這時Ω最大。帶入公式,熵最大。

對應到熱力學第三定理:系統的熵在等溫狀態中隨溫度趨於絕對零度時趨於0

劉慈欣《三體》在接觸水滴時有精彩的描寫,水滴表面趨於絕對零度,原子被定死。這告訴我們,趨於絕對零度時物體的Ω趨於1,也就是只有乙個狀態。帶入公式,S=kln1=0,熵為0。

2樓:白虹貫日趙子龍

你可以理解為熵就是混亂

這個宇宙中的熵越高,整體來說就越是混亂,星球與恆星之間不再環繞,星雲與星雲相互撞擊,空間溫度與能量分布的極差很高,可能一處一立方公尺是上萬度的電漿,相鄰的一立方公尺只有零下的溫度

但宇宙是在不斷經歷熵減的,即整個宇宙的能量在不斷趨於平均分布,按上面的例子,在封閉環境下,電漿與旁邊零下溫度的空間他們的能量分布在漫長的時間後將趨於平衡,電子中子平均的充斥空間,溫度也變得平均。

但同時宇宙還在不斷擴大,當熵減到了極致,整個宇宙的所有能量將徹底按空間體積平均分布,一切歸於黑暗與冷寂。

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