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熵有没有可能逆转科幻小说

发布时间: 2022-01-12 08:55:48

『壹』 熵减有可能存在吗时间是否可以倒流吗

作为诺兰的铁粉,又是科幻电影的爱好者,疫情之后我第一次回到影院,第一时间观赏了科幻大片《信条》的首映,当只有在影院里才能听到音效响起时,竟然“老泪纵横”,不由得感叹:久违了!首先要说的是,诺兰的《信条》一如既往地精彩,与他的经典《星际穿越》各有千秋,再一次感受到了诺兰丰富的想象力:在电影中构建了自己的物理世界,尤其将“诺兰时间线”玩儿到了极致,凌驾于复杂的科幻概念之上,集动作片和间谍片之大成,通过一个比较深刻的故事,为大家演绎了大众都能欣赏的饕餮盛宴。

根据力学法则,从理论上来说这是可能的。不过,经验告诉我们,这种情况从未发生过。事实上,有史以来所有的玻璃杯,最终的宿命都将裂成碎片,不管是在你家厨房的地板上,还是在垃圾箱里。宇宙万物就是这样运作的,而这一切皆因熵。

热力学第二定律告诉我们,一个孤立系统的熵,作为时间函数不可能减少(这是专业的说法)。因此,随着时间的流逝,熵不断地增加,称为“熵增”。

『贰』 熵增定律:为什么会让人类感到绝望

没有物理学,就不会有现代科技文明。一代又一代的物理学家不断发现新的物理定律,并且加以利用,从而造就了现代科技的迅猛发展。如果要说哪一条物理定律最为强大、最具破坏力,大家首先会想到什么呢?

爱因斯坦的质能方程(E=mc^2)可能是很多人的选择,这条简洁的公式从相对论推导而来,它把能量(E)和质量(m)相互等价起来。由于真空中的光速(c)非常快,每秒将近30万公里,所以光速平方在数字上非常大,这意味着即便是一粒小小的沙子,本身也蕴含着极其庞大的能量。

宇宙的熵只会不断增加,但不会无限增大,而是会到达一个极限。到了那时,宇宙消耗完所有可用的能量,热量停止流动,宇宙停止运转,这就是熵增宇宙的注定结局——热寂。

不过,宇宙现在还很年轻,充满了活力,不断有新的恒星正在形成,宇宙热寂的时间最早也要在10^1000年之后才会到来。

『叁』 熵值怎样逆转

熵指的是体系的混乱的程度,它在控制论、概率论、数论、天体物理、生命科学等领域都有重要应用,在不同的学科中也有引申出的更为具体的定义,是各领域十分重要的参量。熵由鲁道夫·克劳修斯(Rudolf Clausius)提出,并应用在热力学中。后来在,克劳德·艾尔伍德·香农(Claude Elwood Shannon)第一次将熵的概念引入到信息论中来。 对于绝热过程Q=0,故S≥0,即系统的熵在可逆绝热过程中不变,在不可逆绝热过程中单调增大。这就是熵增加原理。由于孤立系统内部的一切变化与外界无关,必然是绝热过程,所以熵增加原理也可表为:一个孤立系统的熵永远不会减少。它表明随着孤立系统由非平衡态趋于平衡态,其熵单调增大,当系统达到平衡态时,熵达到最大值。熵的变化和最大值确定了孤立系统过程进行的方向和限度,熵增加原理就是热力学第二定律。 单位质量物质的熵称为比熵,记为s。熵最初是根据热力学第二定律引出的一个反映自发过程不可逆性的物质状态参量。 在孤立系统中,实际发生的过程总使整个系统的熵值增大,此即熵增原理。摩擦使一部分机械能不可逆地转变为热,使熵增加。热量dQ由高温(T1)物体传至低温(T2)物体,高温物体的熵减少dS1=dQ/T1,低温物体的熵增加dS2=dQ/T2,把两个物体合起来当成一个系统来看,熵的变化是dS=dS2+dS1>0,即熵是增加的。 所以熵是不会逆转的。。。

『肆』 宇宙中的熵可以被逆转吗

“熵”是统计学的概念,一个
封闭系统
的熵总是趋向于增大,也就是我们说的
熵增定律
;但是在物理学中,还有一个“
庞加莱
重现时间”。
我们把一滴墨水滴到水中,墨水会扩散开来,趋向于无序,但是无论我们
如何等待
,这滴墨水也不会重新聚集起来,然后和水完全分开。
在物理学中,用“熵”来描述一个系统的混乱程度,对于一个封闭系统,系统的熵总是增加或者保持不变,不可能出现降低的情况,这就是热力学中大名鼎鼎的熵增定律。
根据熵增定律,如果把我们宇宙看成一个封闭系统,那么宇宙最终会达到
热寂
状态,难道我们
真的没有办法
阻止熵的增加吗?
在1890年,法国科学家庞加莱证明了一个定理,说“力学系统经过足够长的时间后,总可以恢复到初始状态附近。”
宇宙就是一个巨大的力学系统,根据
庞加莱定理
,宇宙经过足够长的时间后,必定会回到宇宙开始的
某个时刻
,宇宙的熵自然也会
回到原来
的时刻;庞加莱定理看似和熵增定律矛盾,实际上两者是统一的,因为
热力学定律
是基于
统计原理
的。
比如在一个房间内,氧气和氮气总是趋向于均匀,这是由于空气分子的热运动是随机的,气体分子趋向于均匀是统计学的结果;但是我们并不能排除一种可能,就是在某一瞬间,氧气分子和氮气分子正好处于房间的两边,即便发生的概率非常非常小,但这个概率不绝对为零。
庞加莱定理就是考虑了这种特殊情况,而且证明在足够的时间上肯定会发生;在实际当中,我们都是在一个很短的时间范围内,去研究一个力学系统,那么庞加莱定理的情况,几乎是
不可能发生
的。
如果把庞加莱定理作用于整个宇宙,那么平均来说,宇宙首次
回到最初
状态的时间,就叫做”庞加莱重现时间“,这个时间非常长,大致的
数量级
是10^(10^(10^120))年。

『伍』 熵,祖母悖论,《信条》如何逆转时空

电影《信条》是诺兰导演又一烧脑力作,该片以全新的方式诠释了时空穿越。同样是穿越时空,在以往的电影中,故事的主角是在不同时间节点上进行跳跃,这部电影却没有采用这个套路,而是使正反时空交叠在一起,创造了新的视觉观感。

如果你驾驶着一艘速度接近光速的宇宙飞船,或者环绕一颗黑洞高速运动,当你离开所处的时空环境,由于时间的相对性,你会发现自己穿越到了未来。

未来是不确定的,穿越行为不会破坏因果律。而当你到达未来那个时间点,你就成为了未来历史的一部分,显然这是一趟单程旅行。

至于回到过去,目前还属于幻想。

不过,电影《信条》中这种穿越时空回到过去的方式,确实新奇,不得不佩服诺兰的脑洞。影片前半部分在一些细节处埋了伏笔,而这要等到后半部分才逐渐显露。看不懂,可能是因为人物反复逆转,把大家绕晕了。

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『陆』 既然宇宙的总熵在不停不可逆转的增长,那是否意味着宇宙将会终结于一种永恒的死寂

当然有这种可能,这也是现在关于宇宙未来的一种说法,熵不断增大的话,宇宙的未来就是物质与能量都很均匀的“一锅汤”

『柒』 熵可以逆转吗

一瓶香水,打开瓶盖后,香水就会很快气化,挥发到整个房间。然而,要想把一屋子的香气回收到瓶子里,恐怕要等到地老天荒了。

为什么会出现这种单向的变化呢?原因是每个气体分子离开瓶子的途径,远多于留在瓶子内的途径。

所以,随着时间的流逝,越来越多的气体分子进入到房间的各个角落。这就是热力学第二定律——熵增原则。熵的本质就是存在概率,熵增原则就是事物的发展,总是朝着概率最大化的方向变化。

对此,会有人提出疑问。为什么质子与电子可以结合为原子?为什么植物可以吸收阳光️,生长并结出果实?

这是因为,熵增原则只适用于封闭的体系。

质子与电子的结合,虽然表现为熵减,但是它们释放出来的能量却是熵的增加。后者大于前者,这在总体上仍然是熵增的过程。所以,质子与电子可以结合为稳定的原子。

如果提高温度,质子和电子的动能增大,束缚两者的熵减会大于因释放能量产生的熵增。于是,原子开始解体,以保持熵的增大。

由于自然界是不连续的,存在着质的变化。所以,创造并影响我们人类生活的宇宙,是一个相对独立的系统。又由于普朗克常数h的被发现,以及各种物理现象都留有该常数的身影,说明宇宙是量子化的。于是,宇宙是由量子构成的。

离散的基态量子构成空间,受到激发的量子成为光子属于能量的范畴,由高能量子组成的封闭体系就是物质。

于是,宇宙空间的熵,就是基态量子的存在概率;遵循熵增原则,基态量子处于无规(热)运动的状态。

然而,如果我们把眼光扩展至宇宙之外,以自然界的角度来看待宇宙,则宇宙的膨胀与收缩,取决于宇宙外部空间的压强与宇宙内部空间量子能量密度之比。

该数值小于1时,就会使宇宙膨胀;反之,则宇宙开始收缩。宇宙变化的方向,始终受到熵增原则的支配。只是衡量熵的系统不再是宇宙,而是包括宇宙在内的整个自然界。

因此,就宇宙内部的量子空间而言,其熵的变化是可逆的。宇宙内部量子空间熵的增大与否,取决于保持自然界熵的总体增大。

『捌』 熵之道,为什么说宇宙熵是增加,并且不可逆转的

1/熵最初是根据热力学第二定律引出的一个反映自发过程不可逆性的物质状态参量。

2/热力学第二定律是根据大量观察结果总结出来的规律:在孤立系统中,体系与环境没有能量交换,体系总是自发地像混乱度增大的方向变化,总使整个系统的熵值增大,此即熵增原理。

3/摩擦使一部分机械能不可逆地转变为热,使熵增加,所以说整个宇宙可以看作一个孤立系统,是朝着熵增加的方向演变的。

『玖』 熵增定律真的令人绝望吗没有与之对抗的办法吗

熵增定律真的令人绝望吗?没有与之对抗的办法吗?这个问题很多人看到之后就会灵机一动,哦,我懂了,既然是熵增定律,那么,我用熵减定律不就行了嘛,那你可真是个小机灵鬼,这都能被你想到,但是,这么想就错了,熵增定律其实没有什么行之有效的对抗方法。

所以说对我们来说对抗熵增的最好的办法就是停止对地球的掠夺,使地球的熵增现象保持一种缓慢的增速,那么,也许就能实现长久的生存。

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