來認識一下「熵」這個重要的概念

2020-11-23 刁博

「熵」是物理學中一個非常重要的概念,這個概念有多重要可以和「能量」概念對比一下。人們對能量的認識稍微早一些,也能夠體會得出能量這個概念在物理學中的重要地位。早期的時候有人認為能量是宇宙的主宰,而熵只不過是其影子。後來,熵的重要性越來越明顯的表現了出來,德國物理學家埃姆登的一句話被廣為流傳:在自然過程的龐大工廠裡,熵原理是經理,因為他規定整個企業的經營方式和方法;能原理只不過是書記員,平衡著貸方和借方。熵這個概念目前已經不僅僅在物理學、化學等自然科學中發揮作用,在經濟學、社會學等領域也引入了熵這個概念。

簡單的說,熵反映的是一個系統的混亂程度,一個系統越混亂,其熵就越大;越是整齊,熵就越小。熵增加原理指的是一個孤立系統內的自發過程,都是從朝越來越混亂的方向發展,意思是向熵增加的方向發展。

可以舉一個簡單的例子,一個容器的下層裝著紅豆,上層裝著綠豆,這樣紅豆、綠豆各自在各自的空間,這就是有序排列。把一根棍子放在容器裡攪幾分鐘,紅豆和綠豆原來有序的排列就被打亂了。紅豆和綠豆現在是亂七八糟的混在一起,這就是混亂程度增大了,也就是熵增加了。你拿著棍子繼續在容器裡攪動,不論你怎麼攪動,紅豆、綠豆都不會像最開始那樣有序地排列在下層和上層,也就是說這個混亂程度不會自發地減小。

人的生長生存就是一個對抗熵增加的過程,人體是一個複雜的機器,機器的各部分需要協調一致有序工作才能保證人的健康。如果人的大腦發出的信號變得混亂,各組織器官工作混亂,人這個系統的熵就會變大,人就會衰老、生病、死亡。

社會領域中也是如此,一個社會如果無組織、無約束,讓其自發地發展,那一定會越來越混亂,因為熵增加。各種規章制度、職能部門就是在對抗著熵的增加。

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