科學界四大神獸:麥克斯韋妖都沒能拯救「熱寂」宇宙

2021-01-13 科技即正義

「熱寂論」是對於宇宙未來的一種猜想,不過它沒有任何證據,只是由熱力學第二定律推斷而出。這個宇宙的未來就是一潭死水,所有物質都不再運動,是一個讓人絕望的未來,麥克斯韋為了推翻這個讓人絕望的宇宙,祭出了麥克斯韋,試圖推翻「熱寂論」。

熱力學第二定律得出的「熱寂宇宙」

現在你將一杯熱水倒入一杯冷水中,過一段時間後你會發現整杯水變成了溫水,這是因為溫度高的分子在不斷地向溫度低的區域移動,你再放一段時間後,你會發現整杯水變涼和空氣的溫度一致,是因為分子也在不斷地向溫度低的空氣流動。而且甚至溫度還會更低,因為水蒸氣蒸髮帶走了溫度,這個我們撇開暫時不提。這杯熱水不斷變涼的過程就是熱力學第二定律,熱量將不斷從高溫物體向低溫物體轉移,卻不會自發的由低溫物體向高溫物體轉移。

而對於整個宇宙來說也是一樣的,太陽向外界揮灑熱量,直到它的能量消耗完畢,宇宙最終將變成一樣的溫度,所有的物質都將衰變成同一種物質,可能是結合能最小的鐵,也可能是光子和輕子,所有的物質都不再運動,宇宙變成了一潭死水。

麥克斯韋妖

麥克斯韋妖就是為了反駁「熱寂論」而誕生的,假設宇宙中有一個妖怪(我們沒有發現這樣的現象,所以假設一個妖怪)他可以得知所有分子的信息,再讓他控制一個開關,從而控制分子的移動。比如在一杯熱水和冷水混合的液體中,當高能分子靠近時,打開開關讓它通過,低能分子通過時關閉開關不讓它通過。最終就會使熱水更熱,冷水更冷。這就違背了熱力學第二定律。那基於熱力學第二定律的宇宙也就不復存在了。它沒有違反能量守恆,只是需要得知所有分子的信息。

關於麥克斯韋妖的談論進行了很久,它甚至可以說代表了一類永動機,直到人類發現信息也是一種能量,準備的說信息也會帶來熵,麥克斯韋妖沒有影響到「熱寂論」,就這樣被打敗了,不過人類因為它得出了信息熵理論,通俗的說就是麥克斯韋妖在獲取分子信息時是需要消耗能量的,所以麥克斯韋妖讓分離冷熱水是消耗了能量的。直到現在,雖然沒有證據能夠證明「熱寂論」,但同樣的也沒有理論能推翻「熱寂論」,宇宙的未來對於人類來說依然是個謎。

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    物理學上有四大神獸,芝諾的烏龜,拉普拉斯獸、麥克斯韋妖、薛丁格的貓。分別對應著微積分、經典力學、熱力學第二定律和量子力學。這四大神獸並不弱於傳說中的青龍白虎朱雀玄武,芝諾的烏龜時空雙修能縮地成寸,拉普拉斯獸明察大道推演萬物,麥克斯韋妖操控萬物逆轉陰陽,薛丁格的貓能製造宇宙超越生死。這四大神獸亦正亦邪,它既給聰明的科學家帶來困擾,也給企圖進化成神的人類指明了道路。
  • 物理學上的四大神獸
    這四大神獸並不弱於傳說中的青龍白虎朱雀玄武,芝諾的烏龜時空雙修能縮地成寸,拉普拉斯獸明察大道推演萬物,麥克斯韋妖操控萬物逆轉陰陽,薛丁格的貓能製造宇宙超越生死。這四大神獸亦正亦邪,它既給聰明的科學家帶來困擾,也給企圖進化成神的人類指明了道路。
  • 如果真有「麥克斯韋妖」,它將會拯救整個宇宙,這是怎麼回事?
    物理學中有四大神獸,分別為「芝諾龜」、「拉普拉斯妖」、「麥克斯韋妖」以及「薛丁格的貓」,可以看到「麥克斯韋妖」與「薛丁格的貓」齊名,那麼它有什麼本領呢?今天我們就來講一下。我們可以看到,在「麥克斯韋妖」的幹預下,這個封閉容器最終會形成一個A區空氣的溫度比B區低的結果。看到這裡,可能有人會說了,這個「麥克斯韋妖」的本領似乎並沒有什麼大不了的,然而事實卻是,如果真有「麥克斯韋妖」,它將會拯救整個宇宙,這是怎麼回事呢?我們接著看。
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  • 除了「薛丁格的貓」,物理學四大神獸還有誰?
    這四大神獸並不弱於傳說中的青龍白虎朱雀玄武,芝諾的烏龜時空雙修能縮地成寸,拉普拉斯獸明察大道推演萬物,麥克斯韋妖操控萬物逆轉陰陽,薛丁格的貓能製造宇宙超越生死。它們亦正亦邪,既給聰明的科學家帶來困擾,也給企圖進化成神的人類指明了道路。
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    哈嘍,大家好,我是崽偉,今天我們來講講物理學的四大神獸。四大神獸大家肯定都知道。分別是芝諾的烏龜、拉普拉斯獸、麥克斯韋妖、薛丁格的貓。那麼你們知道它們的定義嗎?他根據牛頓定律,設想:宇宙間存在一隻神獸,他神通廣大,無所不知,能知道宇宙天美一個原子的位置和動量,並能計算出宇宙的過去現在和未來。人們管這隻神獸叫拉普拉斯獸。其實這隻神獸並沒有困擾物理學家很久。
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    在物理學發展的路上,曾經出現過四大「神獸」,每一個神獸都對應著一個經典的物理學理論,分別為微積分,量子力學,經典力學與熱力學第二定律。今天小編就和大家具體的介紹介紹。1.薛丁格的貓這四大神獸裡,最為人熟知的也許就是量子力學中最為著名的思想實驗薛丁格的貓了。
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  • 破解物理學四大神獸之麥克斯韋妖悖論
    愛因斯坦曾經說過「熱力學第二定律」是宇宙中唯一一個「永不被推翻」的物理理論。何謂熱力學第二定律。克勞修斯表述為:熱量不能自發地從低溫物體轉移到高溫物體。若真能製造永動機,從宇宙層面上來說則可以逆轉宇宙熵增,拯救宇宙。
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    物理學中有四大神獸,分別為「芝諾龜」、「拉普拉斯妖」、「麥克斯韋妖」以及「薛丁格的貓」,可以看到「麥克斯韋妖 我們可以看到,在「麥克斯韋妖」的幹預下,這個封閉容器最終會形成一個A區空氣的溫度比B區低的結果。看到這裡,可能有人會說了,這個「麥克斯韋妖」的本領似乎並沒有什麼大不了的,然而事實卻是,如果真有「麥克斯韋妖」,它將會拯救整個宇宙,這是怎麼回事呢?我們接著看。
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