注视着太阳缓缓落下,哥白尼看到世界在旋转。凝视杯水,玻尔兹曼看到原子与分子在剧烈地运动。
们看着杯中水,就像宇航员从月亮上看着地球:宁静,闪闪发光,湛蓝。在月球上,无法看到地球上生机勃勃生命,无法看到植物与动物,无法看到欲望与绝望,只能看到个蓝色球体。在杯水表面之下,也有着类似勃勃生机,由无数分子运动构成——远比地球上生物更多。
这种扰动让切都动起来。如果某个区域分子是静止,就会被附近疯狂分子带动,也运动起来:振动会传播,分子之间相互碰撞。这样,低温物体与高温物体接触后就被加热:低温物体分子被高温物体分子推动,躁动起来。它们升温。
热振动就像在不停地洗
。其核心在于热量只能从高温物体传到低温物体,而非反过来。
请原谅写这个方程——这是本书中唯个方程。它是时间之矢方程,忍不住要把它加进这本关于时间书里。
在文章这页中,克劳修斯首次引入“熵”概念与用法。方程给出个物体熵变化数学定义(S-S0):温度为T时,离开物体热量dQ总和(积分)。
在基础物理学中,这是唯个能够表明过去与未来有所区别方程,唯个涉及时间流动方程。在这非同寻常方程背后,整个世界隐匿其中。
揭示它重任落在个不幸却富有魅力奥地利人身上,他是个钟表匠孙子,个悲情又浪漫人物——路德维希·玻尔兹曼(LudwigBoltzmann)。
模糊
玻尔兹曼发现ΔS≥0这个方程背后含义,在理解世界基本原理过程中,把们带入最令人困惑探究。
玻尔兹曼先后工作于格拉茨、海德堡、柏林、维也纳,然后又回到格拉茨。他喜欢把这种漂泊生活归因于自己在狂欢节期间出生。他并没有开玩笑,因为他性格真很不稳定,总在快乐与抑郁之间摇摆。他又矮又胖,留着深色鬈发和络腮胡,他女朋友叫他“亲爱甜心小胖”。这位路德维希,就是让时间方向性倒霉英雄。
萨迪·卡诺认为热量是种物质,种流体。他错。热量是分子微观振动。热茶中,分子振动得剧烈;凉茶里,分子振动得没那剧烈。加热并熔化块冰,会让分子剧烈地振动,失去它们之间紧密联结。
19世纪末,仍然有很多人不相信分子与原子存在。路德维希相信它们存在,并为他信仰加入争论,他对那些怀疑原子存在人抨击堪称传奇。“们这代人在心底里都支持他。”多年以后,位当时尚年轻量子力学知名人士这样评论道。还有次在维也纳会议上,位知名物理学家反驳他,断言科学唯物主义已死,因为物质规律不遵从时间方向性。即便是物理学家也难免会胡说八道。[3]
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