伴隨熱力學第二定律而生的「熵」（entropy），大概是最令人迷惘、最充滿爭議的物理概念了。再也沒有其它物理量像它這樣，一個名詞，卻有各種表述，而每個表述看起來還都各不相干。創造這個神秘的物理概念的人，正是率先提出熱力學第二定律之一的德國物理學家克勞修斯。

1854 年，克勞修斯首度賦予熱力學第二定律明確的定義：

「熱不能自發地從低溫物體傳向高溫物體。」

因此，熱的傳導是單向的、不可逆的過程，只能由高溫物體流向低溫物體。

為了賦予系統一個明確的物理量，以判斷此自發過程的進行方向，克勞修斯後來才發明熵這個全新的物理量，定義一個系統的熵的變化量就相當於物體熱量的變化量除以其絕對溫度的商值。定義很明確，但其物理意義究竟是什麼？大英簡明百科全書的說熵是物質系統不能用於作功的能量的度量，有人說熵是系統的亂度，資訊理論又會說熵是一種資訊的度量。無論是哪種詮釋，根據熱力學第二定律，在自然狀態下，熵總是愈來愈大。代表有用的能量愈來愈少；亂度越來越大；資訊逐漸散佚。

由此，克勞修斯推導出一個悲觀的結論:「宇宙的熵趨於最大值」，宇宙無可避免的注定走向一片死寂，也就是所謂的「熱寂」。即使科技再進步，我們可以像電影《星際效應》那樣移民到其它星球，以因應地球資源耗盡或是太陽最後吞噬地球的末日來臨，但是，我們卻無力對抗熱力學第二定律，無論逃往哪個星球，億萬年後一切終將崩解，什麼也不會留下。

克勞修斯大概不會預料到他的熱力學第二定律以及他對宇宙命運的悲觀預言會主宰人們對未來的看法長達一世紀，直到量子理論出現才有所改變。不過這樣的省思也是好的，正如數學家兼哲學家羅素在 1923 年寫下的感慨：

「人類長久以來的努力、奉獻、熱情和智慧的結晶，都將隨著太陽系的滅亡而煙消雲散。人類的成就最後終將長埋在宇宙的碎屑中。這幾乎是無庸置疑的事，所有相反的論調都會被推翻。只有在這些真理的框架中，只有在極度絕望的基礎上，靈魂才能找到棲身之所。」

資料引用於：http://history.pansci.asia/

克勞修斯於1865年說過的兩句名言：

“宇宙的能量是恒定的”

“宇宙的熵趨向一個最大值”

熱寂理論最早由凱爾文和克勞修斯由熱力學第二定律所作的推論。理論認為，整個宇宙是朝著單一的方向變化的，宇宙中一切的各種能量，如化學能、生物能、物理能、機械能等等，最後將全部轉化為熱能。而熱是由高溫流到低溫，直到熱平衡時才會停止。

按照克勞修斯的說法：「宇宙的熵趨向於極javascript:;大」。

宇宙越是接近於極大的狀態，更進一步變化的能力就越小；如果最後完全達到了這個狀態，那就任何都不會產生任何變化了，這時候的宇宙就會進入一個死寂的永恒狀態，將不會有任何的變化發生，宇宙也可以說是死亡了。

實際上，宇宙是否會“熱寂”的關鍵，應從宇宙中是否存在熱平衡這個問題著手。

現在，大爆炸理論直接證明瞭宇宙在加速膨脹(2011年諾貝爾物理獎 )，而宇宙在膨脹則是熱力學和宇宙學相容的關鍵。系統稍有擾動，平衡就會徹底遭到破壞而產生溫差。因此只要有自引力的體系存在，就不會有絕對的熱平衡。

這個「熵」（entropy）有人翻成能趨疲 , 是小弟我在某些課堂論述上 , 相當喜歡運用的觀點 .

感謝分享

感謝分享^_^

費波南西 發表於 2019-1-2 15:24
這個「熵」（entropy）有人翻成能趨疲 , 是小弟我在某些課堂論述上 , 相當喜歡運用的觀點 .  ...

熱力學是物理系的必修課，總共有4大定律。

第一定律就是我之前分享焦耳發現的能量守恆定律，第二定律也就是「熵」(entropy)的定義，這個是熱力學最重要的一個定律。

發現第三定律之後，又歸納出一個更基礎的定律，所以就叫做熱力學第零定律。

至於細節，有興趣的好友可以自行去Google。

gebygeby1 發表於 2019-1-2 21:51
感謝分享^_^

感謝好友來捧場！

在密閉系統中~熵值只會增加不會減少
所以在宇宙這個密閉系統中~亂度總是趨於最大
是這樣的吧
還有~空調系統中熵值也是個重要的參數

jkfmen 發表於 2019-1-3 11:53
在密閉系統中~熵值只會增加不會減少
所以在宇宙這個密閉系統中~亂度總是趨於最大
是這樣的吧

之前就是認為宇宙是靜態的，所以才會有"熱寂"的說法。

事實上宇宙是在加速膨脹的情況下(宇宙不是封閉系統)，就不會有絕對的熱平衡。