真相是有很多能量,而且没有被消耗掉。世界运转需要不是能量,而是低熵。
能量(无论是机械能、化学能、电能还是势能)都会把自己转化为热能,即热量,它会传到冷物体。但要想把它取回来,重新用来让植物生长,或驱动发动机,这样免费方式并不存在。在这个过程中,能量保持不变,但熵增加,熵无法回转。这是热力学第二定律要求。
让世界运转不是能源,而是低熵源。没有低熵,能量会稀释成相同热量,世界会在热平衡态中睡去——过去与未来不再有分别,切都不会发生。
在地球附近,们有着丰富低熵源——太阳。太阳给们送来炙热光子,然后地球向黑暗天空辐射热量,发射冷光子。输入能量与输出能量大致相等,因此,在交换过程中,们并没有得到能量(在交换过程中得到能量对们而言是灾难性,将会导致全球变暖)。但对于每个到来热光子,地球会发射十个冷光子,因为来自太阳个热光子与地球发射十个冷光子具有相同能量。个热光子比十个冷光子具有熵更少,因为个(热)光子状态数量比十个(冷)光子状态数量要少。因而,太阳对们而言,是个丰富且持续不断低熵源。们拥有充足低熵可以使用,能够让动植物成长,让们建造汽车与城市,以及思考和写书。
太阳低熵来自何处呢?原来,太阳诞生于个熵更低状态,形成太阳系原始星云甚至有着更低熵,如此,直向过去追溯,直到宇宙最初极低熵。
为何高高松树
与灰白白杨
枝丫纠缠在起
为们提供如此甜美阴凉?
为何流水
正是这个熵增加驱动宇宙伟大故事。
但宇宙熵增加并不迅速,不像盒子里气体突然爆炸那样,它是渐进,需要时间。即便有个巨大汤勺,要搅拌宇宙这样大东西,也需要时间。首先,宇宙熵增加路上有很多阻碍和关闭门,只有经历极大困难才能出现通道。
比如,堆木头如果放着不管,可以存在很久。它不处于熵最大状态,因为构成它元素——比如碳和氢——以种非常特殊方式(有序)结合在起,从而形成木头。如果这些特殊结合破裂,熵就会增加。这就是木头燃烧时会出现情况:这些元素会从构成木头特殊结构中脱离,熵大幅增加(事实上,燃
在湍流中
创造生机勃勃漩涡?
推动世界不是能量,而是熵
在学校里,被告知让世界运转是能量。们需要获得能量,比如从石油、太阳或核能那里。能量使机器运转,让植物生长,让们每天早上起来充满活力。
但还有些东西没有被考虑进去。在学校里还被告知,能量是守恒,它既不会被创造,也不会被毁灭。如果它是守恒,为什还需要不断补充呢?为什们不能直使用相同能量?
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