為什麼在一個熵不斷增加的宇宙會自發的形成極為有序的組織,比如生命,更比如高級文明?
是什麼力量使物質逆潮流而行,在局部的範圍內極其有序化?還是說這種有序化本身就是宏觀的無序過程中必然的副作用?
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熵增是否和引力矛盾呢? - 物理學不過,即使整個宇宙全局符合熵增的規律,也不意味著局部空間符合。因為任何一個局部空間都不是封閉系統。經典熱力學中的熵是定義在「平衡態」上的。熱力學第二定律說的是,「平衡態」到「平衡態」的真實演化,熵一定增加。引力系統有負熱容,沒有穩定的平衡態,熱力學第二定律用不上。
即使在真空中,也允許微小的量子起伏(漲落)這意味著在宏觀上 是相對穩定的,但在微觀上也會發生很多暫時違背宏觀的事實
熵的熵,明白嗎?
我認為系統的熵增和局部的熵減都不是第一性的,本質的,直接說它們如何對立無意義。
就好比兩個提線木偶如何對立,但這決定於操控木偶的人。
宇宙的演化應當從動力學上去考量,是微觀粒子的運動規律在統計意義下給出了局部的熵減和整體的熵增。
為什麼有熱傳遞?分子原子撞出來的。為什麼有擴散?分子原子跑出來的。溫度,熵等等,都不過是在統計意義上描述分子原子系統的工具而已。
謝謝邀請。
反對以上用概率來說事兒的人,熵增是絕對的,就好比你在空氣裡面放一塊兒燒紅的鐵塊,不管它短期內溫度怎麼變,它最終都必須要降溫。怎麼不降溫呢?就是給它加熱!熵減,說白了,就是給這塊鐵塊加熱。有序相對於無序來說,不是概率上的均等!!!有序與無序是本質上的差別,有序可以存儲更多能量和確定性。請不要拿那個扔乒乓球的例子來說事兒好嗎,管你把乒乓球扔在哪兒,籃子里還是籃子外,彼此的差別都是你自己觀念上的,是概率性的,不是有序無序那種根本上的差別。樓上的某些答案連最基本的東西都搞混了,宇宙的熵確實是在增加,但是無序到有序的過程是一個熵減的過程。什麼是熵?熵指的是混亂度。為什麼在一個熵不斷增加的宇宙會自發的形成極為有序的組織?
答案在於兩個字:黑洞。黑洞是熵的極大值的表徵,宇宙中再也沒有比黑洞內部的熵更高的了。宇宙在暴漲發生過後確實處於一個低熵狀態。然後宇宙是在熵增,但是,宇宙的熵被宇宙後來發展中產生的大量黑洞消耗掉了---而且,黑洞增加的熵大於宇宙本來按照正常演化增加的熵。宇宙的發展好比是有一個賬本兒,熵賺的很多,給熵的減少創造了盈餘。這裡面涉及到的:黑洞為什麼是熵最大的實體,以及本答案中涉及的宇宙的演化問題(可見物質受表現為吸引的引力作用而內聚演化等),建議閱讀《果殼中的宇宙》,《宇宙的結構》等科普書,這裡不詳談。
然後地球上的生命是怎麼來的?
答案在於兩個字:太陽。太陽傳遞給地球的能量為地球創造了一個低熵環境,由於地球所處的位置也比較好,所以,既是偶然,也是必然,產生了有機物,然後產生了生命---因為生命,有序組織可以大量存儲能量,特別是和無機物在同樣的溫度壓強的條件之下。地球的發展其實也是熵增的,但是地球也有一個賬本兒,太陽供給地球的能量(幾十億年累積)比地球至今消耗的要多,地球保存的能量存量提供了演化的基礎,地球演化導致的熵增沒能消耗掉太陽提供的熵減作用。文明是怎麼來的?答案在於幾個字:自組織演化。自組織演化過程也是一個熵減的過程,但是,熵減並不能描述自組織是如何演化的。自組織演化涉及的東西是一些系統論,混沌的知識,這裡扯得有點遠,我先去吃個飯回頭看有沒有機會再聊吧。謝要
宇宙熵增的過程即宇宙大爆發的過程,此過程中的熱流動在局部必然是有方向性和有序的,熱寂_百度百科根據熱力學第二定律,作為一個「孤立」的系統,宇宙的熵會隨著時間的流逝而增加,由有序向無序,當宇宙的熵達到最大值時,宇宙中的其他有效能量已經全數轉化為熱能,所有物質溫度達到熱平衡。這種狀態稱為熱寂。這樣的宇宙中再也沒有任何可以維持運動或是生命的能量存在。也就是說在熱寂之前,宇宙中是有維持運動即維持有序化的能量存在的,而且只要有運動,就必然有序,非孤立系統必然會因為運動的持續增加有序度
以上必須注意一個大前提,即我們目前所知的宇宙是孤立的,如果大爆發之外還有更廣義的宇宙,那麼……你懂的,當然這個大前提成立與否隻影響熱寂說是否成立而不影響熱力學,宇宙是否孤立是判定熱寂與否的大前提外延非孤立系統熵減(末世論不成立原理)進化論與熱力學的統一點兩種競爭模式的促發條件——————由於黑洞的產生、吸積、蒸發、毀滅都是遵守熱力學的,所以我不認為黑洞負擔宇宙更多熵增的解釋靠譜,黑洞不是個獨立宇宙之外考量,其熱力學屬性是計算在整個宇宙之內的,目前沒有證據也沒有必要將黑洞作為孤立系統之外的東西,把黑洞當成現有宇宙之外的高維空間出入口仍屬於科幻話說目前為止看這題的人有木有對孤立系統這個基本概念有明確認識的?XY,這麼高大上的問題居然邀請我還真是……好吧。
我同意用黑洞來解釋一部分熵減的原因,然後關於人類的形成應該是在宇宙大爆炸那一刻起就已經註定了,因為太陽系的形成就註定了有那麼兩三顆行星適合生命的出現。然後關於生命的出現,無論是隕石說還是火山噴發說,都意味著它們都是由宇宙大爆炸決定的。
所以關於這個問題應該這樣看:從宇宙大爆炸開始,宇宙一直在熵增,我們目前只是在熵增的路上,地球生命的形成並不是熵增的結果,而是宇宙大爆炸的結果,並且我們也正在不斷的熵增。所以你看現在人類不是正在自我毀滅嗎?環境破壞,資源耗盡,自相殘殺,按照某些灰暗心理的科幻作家的說法,地球遲早回到文明崩壞的蠻荒世界。還有另一種說法在側面支持我這一觀點:從big bang開始,地球就一直在尋求更有效率的消耗能量,也就是熵增的辦法,最早使用物理的手段,火山噴發,行星碰撞和隕石衝擊都是曾經嘗試過的方法,小行星帶就是其他星球進行過的這種嘗試的結果之一,但地球仍不滿意,最終找到了生物化學這一途徑。到目前為止,這一方法乾的不錯,自從有生命開始,地球消耗的能量遠超過其他星球,也遠超過在生命出現之前地球上的能量消耗。比如冰島人居然用地熱作為全國主要能源,比如我們正在研究的如何讓物質產生出符合質能方程的能量等等。僅供參考
熵增提供可能性。
可能性孕育局部有序。你扔幾百幾千次乒乓球總有幾次擦到邊兒磕到旁邊簍子里。於是你說,哇,怎麼這麼巧,像計算好了似的(有序)但其實只是巧合。我是這麼覺得的
波爾茲曼腦
生命誕生於混亂,卻自我次序化,真是細思極恐
好問題,不過我想這樣宏大的問題在大學開一門課用一年都講不透吧,推薦一本書,理查德?道金斯的《自私的基因》,或許會讓你對理解生命為何會從非生命中誕生出來有一點幫助。
猴子和打字機(Monkeys
and Typewriters)
也叫做「猴子和打字機」實驗。定理的內容是,如果無數多的猴子在無數多的打字機上隨機打字,並持續無限久的時間,那麼在某個時候,它們必然會打出莎士比亞的全部著作。猴子和打字機的設想在20世紀初被法國數學家Emile
Borel推廣,但其基本思想(無數多的人員和無數多的時間能產生任何/所有東西)可以追溯至亞里士多德。
解讀:
簡單來說,「猴子和打字機」定理是用來描述無限的本質的最好方法之一。人的大腦很難想像無限的空間和無限的時間,無限猴子定理可以幫助理解這些概念可以達到的寬度。猴子能碰巧寫出《哈姆雷特》這看上去似乎是違反直覺,但實際上在數學上是可以證明的。這個定理本身在現實生活中是不可能重現的,但這並沒有阻止某些人的嘗試:2003年,一家英國動物園的科學家們「試驗」了無限猴子定理,他們把一台電腦和一個鍵盤放進靈長類園區。可惜的是,猴子們並沒有打出什麼十四行詩。根據研究者,它們只打出了5頁幾乎完全是字母「s」的紙。請問宇宙總熵最小是什麼時候?大爆炸的時候? 那大爆炸之前的熵是更大還是更小?
我認為宇宙有意識
可以思考下DNA是怎麼形成的,可能是一開始由於混亂而產生隨機碰撞,當然這個幾率可能只有千億分之一,可能這就是生命就在地球形成後這麼多年才能形成的原因
大學化學裡說而地球上其他的這麼多元素可能是像太陽一樣氫核聚變,或者某某元素裂變,這時候就在想水這些物質是怎麼形成的,我覺得可能就是元素之間的碰撞形成了一開始簡單的化學式本人對這個問題也非常感興趣,非常樂意與大家討論下~以前有思考過這樣的問題,想到一個有趣的解。假設宇宙/大自然/上帝,的規律就是讓整個宇宙不斷熵增而達到熱力的平衡態,而這個過程越快越好。於是這個規律自然演化創造了文明,因為文明可以更快的利用能源使熵增加快。文明的科技會不斷進步,也是因為科技的進步文明可以利用更大的能源,熵增得更快。想像一下以現在人類文明只可以利用太陽能、核能,但隨著人類文明發展,如果未來發展到可以利用整個恆星、星系之能量,那宇宙熵增該是多麼的快。。我依稀看到大自然在撫須微笑啊。所以,宇宙自發形成極其有序的生命,局部是熵減,總體上只是為了更快的熵增。
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