一方通行是否違反了熱力學第一定律？

01-05

不管怎麼說矢量操作是不違反熱一律的。至於熱二律……我們可以愉快的開個腦洞研究一下。

【以下內容需要大學普物級別的物理知識……不少高中生應該也看得懂……小學生嘛……一邊看一邊查資料也沒準不是不行】

首先，我們嘗試給一方通行的能力一個嚴謹的定義。（我並沒有看過魔禁，所以如果有原著黨想跟我談談這個能力的細節……我是很樂意聽聽的。）一方通行的矢量操作，簡單的說就是改變矢量方向的能力。定義上不明確的地方，主要在於「矢量」包含的範圍。在這一點上，河馬可以說是非常不用心……說了是矢量操作，實際上卻甩出了一大堆能量（標量）。

不管是動能、熱能、等任何所有能量，其方向都能受到一方通行的操控。

任何動能、化學能、電能、核能、磁能都行。
[wikipedia-一方通行]

不過，我們可以幫河馬擦擦屁股，稍微完善一下這個定義。這裡提到的「矢量」大部分情況都可以歸結成動量。（動能，熱能-&>分子的動量，電磁能-&>光子的動量）但是，這裡有一個很有趣的特例：一般來說，局域性的改變電磁場中電場和磁場的方向，是會出問題的……但是我們也可以宣稱，電磁場並不應該算在矢量的範圍內……事實也正是這樣的。【自行搜索「電磁張量」有真相】至於「力」這個矢量……其實物理上是並不存在的。（這個的細節不討論了……如果有人有興趣我會試著補充一點參考資料的）

在以上討論的基礎上，我們可以快速的給出一個稍微合理一點的定義：

矢量操作，即改變附近粒子動量方向的能力。粒子在這裡可以確定包括了費米子和光子；很可能也包括其它的規範玻色子。

但是，我們發現了一個顯而易見的問題：

這動量TM不守恆啊！【牛頓氣憤地站了起來】

為了解決這個問題，我們可以進一步完善這個定義：

矢量操作，即改變附近粒子動量的能力。粒子在這裡可以確定包括了費米子和光子；很可能也包括其它的規範玻色子。改變動量，在這裡是通過使粒子與自身發生任意角度的完全彈性碰撞實現的。

鑒於粒子質量遠小於一方通行的質量（沒錯，就算他很瘦還是比質子重了差不多28個數量級），這種操作對於粒子能量和一方通行的速度的改變都是很小的。（鑒於被操作粒子的數量往往也很龐大，更科學的估算方法是考慮被操作的所有粒子的質量。即使在這種情況下，對常溫而不太重的物體或者電磁輻射的操作也是幾乎不會影響一方通行本人的運動的。）到現在為止，一方通行的能力的威力還是很大程度上得到了保留，而且也幾乎不和經典力學及電磁學相矛盾。唯一的缺陷是……鑒於動量守恆的必要性，在被大質量高速移動的物體撞上之後，就算可以避免受損傷，他也會不可避免的以高速飛出……【當媽の拳並不算大質量高速移動物體……不過高速飛出的效果是差不多的……沒錯我已經猜到你們想看這種東西了】

跑題跑了這麼久，終於該回來談談熱二律的問題了。截止到目前為止，我們已經可以構造出一種非常可行的機制讓一方通行實現（並不完美但與物理不矛盾的）矢量操作了：對於接近的粒子，一方通行可以確定其動量，並有選擇地與之進行完全彈性碰撞。現在，我們終於需要正視最開始提出的問題了：

熵都去哪兒了？

要談這個話題，我們先來講講熱力學。違反熱力學第二定律這種事，不光物理白痴河馬老濕在想，某些物理學家也思考過——比如麥克斯韋（對，就是那個什麼都會一點的麥克斯韋）。麥克斯韋同志很有創意的提出了以下的一種機械：

一個絕熱容器被分成相等的兩格，中間是由「妖」控制的一扇小「門」，容器中的空氣分子作無規則熱運動時會向門上撞擊，「門」可以選擇性的將速度較快的分子放入一格，而較慢的分子放入另一格，這樣，其中的一格就會比另外一格溫度高，可以利用此溫差，驅動熱機做功。
[wikipedia-麥克斯韋妖]

有沒有覺得很眼熟？如果沒有的話，我們這麼比較一下：

對於接近的粒子，一方通行可以確定其動量，並有選擇地與之進行完全彈性碰撞。
「門」可以選擇性的將速度較快的分子放入一格

麥克斯韋妖和一方通行，其實做的是差不多的一件事：判定一個粒子的狀態，並以此決定要不要讓其經歷一個並不涉及熵交換的過程。

這個機制是可行的么？顯然不是，因為熱力學第二定律還出現在大家的課本上。那麼，它的問題在哪裡呢？問題就出在「麥克斯韋妖」自身。在進行判定後，它對於上個粒子狀態的記憶保留了一定的熵，而在消除這個記憶的同時，應有的熵增就出現了。（詳情請參考這篇東西[Bennett, Charles, 1982]）同理，對於一方通行，熵的增加出現於他進行運算的行為之中。

至於他運算中要消耗的熵都到哪裡去了……其實並不是一個很困難的問題。這是因為，正常人也是會在維持生命的過程中產生熵的，而這些熵主要通過熱能的耗散從人體中輸出。因此，對於一方通行，我們只需要假設他有著超乎常人的「熵代謝速率」。

有趣的是，河馬老濕雖然犯了很多基(S)礎(B)的錯誤，對於一方通行的價值卻（碰巧）有著非常正確的認識：一方通行的實力不在於矢量操作本身，而在於這之下潛藏的強大計算能力。

（一方通行）所操控的超能力都依靠此優秀的演算能力為基礎而發動。
念成Accelerator（加速器）是因為他知道自身真正的價值為其媲美粒子加速器的計算力。
[wikipedia-一方通行]

那麼，一方通行的計算能力到底有多麼強呢？我們來做一個簡單的估算。考慮如下的物理過程：一方通行為了製造風，將身體附近空氣中的分子全部調整到適當的方向。這裡，我們只考慮判斷「是否要對某一粒子進行操作」的這個過程。在室溫下，空氣中分子的運動速度差不多500m/s，密度大約2*10^25個/m^3。這也就是意味著，每秒接近一方通行（假設其身體表面積1m^2）的粒子大約是10^28個（誤差在一個數量級左右）。也即是說，他每秒要處理（至少）10^28 bytes的數據。假設CPU的每次運算可以處理一個byte（大部分情況下這是一個過於樂觀的估計），這對應於10^28Hz=10GGGHz的頻率。（我的電腦的主頻大概是2.4GHz……）如果全世界70億人每人有60億台2.4GHz的電腦……差不多能跟上一方通行（遠未使出全力）的運算速度。

最後，留一道題目給有興趣的讀者們：

假設一方通行體溫37攝氏度，環境溫度20攝氏度，一方通行向環境釋放熵完全通過熱交換實現。

a) 試求他在以10^28Hz進行運算時產熱的效率。

b) 說明這一數值的不合理性，並分析一方通行向環境以其它方式釋放熵的可行性。

c) 試提出其它演算法，以較低的計算量實現與矢量操作相同（或相近）的效果。

在虛構的故事當中尋求真實感的人腦袋一定有問題。
——當代哲學家 John Smith

選擇需要能量。麥克斯韋妖，信息是負熵。

熱力學第一定律也就是能量守恆定律，一方通行並不遵守能量守恆定律。

比如說一方通行正在以v1速度運動，這時迎面飛來一個v2速度的小木塊，反射後一方通行還是v1速度，而木塊以v1+2v2的速度飛回去辣。。。。。。請問多出來的能量是哪兒來的。。。。。

再比如反射重力，升到高空再取消反射，就憑空多出了重力勢能…………

再比如反射空氣阻力，就可以在空氣中無限加速，憑空多出了動能…………

再比如先把一個矢量看作兩個較大的分量，然後分別操作兩個分量讓它們方向一樣，這什麼能都能造出來……………

至於最高票答案說「一方通行的計算會使她本人急速升溫」，那個絕對是無稽之談，因為她計算力的來源是學園都市兩百三十萬能力者AIM擴散力場構成的虛數學區，不是她本人的腦子，見我的另一篇答案一方通行的身體到底能不能支撐住這麼強大的計算所消耗的能量? - 方子春的回答

虛數學區的計算力有多強呢？藥味久子把自己的全部意識AIM擴散力場化之後，體積極小，芙洛伊特奈幾口就把她幾乎全吃掉了，而當時虛數學區已經擴散到了全世界，你們感受一下

當我聽到這貨的能力的時候，我最震驚的是他居然會輸…

我就想問：你考慮過換個參考系么？

你難道不知道河馬的另一個稱號是【物理謀殺者】嗎？在我看來，個人現實的具象化是必然造成熱力學定律的打破的

理論上來說應該是熱力學第二定律

順便鄙視一下那些諷刺題主的，你們覺得這個問題很奇怪可以完全不答，可以完全滑鼠一移。

知乎的宗旨就是：認真

你既然不認真，來知乎幹什麼？

題主，你需要這個動漫。

我覺得可以問題主垣根帝督的未元物質是個啥了

他有遵守過任何定理么？

這部動漫沒有遵守過任何定理。。。

許多動漫細節都是很難經得起研究的，為了動漫情節發展，為了看著舒服，大可不必去細究這些東西。

其實是設定問題，一方的能力本質上還是超能力，探討這個不如說:炮姐一天三頓飯為什麼產生n千瓦時的電能？能量明顯不守恆！所以我們可以認為一方通行是一個無限的能量體，以超強的計算能力把自身的能量釋放出來，即一方發動能力是一個做功過程，因此不矛盾。

上面答案好長啊，看都懶得看了，我說，不違反，因為一方通行只是改變目標矢量，並沒有憑空增加或者減少能量，也沒有憑空增加減少熵，但是這裡有一個問題

一方通行能不能對一堆散漫的力集合起來形成一股力，如果能的話（當然能），熵明顯減少了，不過第二熱力學定理是：孤立系統的熵永不自動減少，熵在可逆過程中不變，在不可逆過程中增加。

一方通行要是產生的熵比減少的熵多的話，熱力學第二定理還是成立的，但是，要是一方通行產生的熵比減少的熵多，那這個技能還有毛線用啊，回家洗洗睡吧

不過，我們還是可以狡辯，引用一個蛋疼的概念，一方通行增加的熵來著一種我們不知道的力量（反正超能力都是有神秘力量的），所以一方通行是增加神秘力量的熵來減少現實物質的熵，所以他不違反熱力學第二定律

完結撒花(～￣▽￣)～

熱力學第一定律：物體內能的增加等於物體吸收的熱量以及對物體做的功的總和；系統在絕熱狀態下，其所做的功之取決於系統的初始狀態和結束狀態。

一方通行的能力：矢量操作（Vector Control），任何接觸到自己的能量都可以控制。

注意看一下能力的描述，是「vector」「control」, 也就是說並不是控制能量本身，而是給這個能量施加一個矢量，來改變其方向和大小。通俗點兒說，就是矢量相加。他並沒有強行改變系統的能量，而是通過做功改變系統的狀態。所以說，根據熱力學第一定律，絕熱系統的狀態變化取決於對該系統做的功，一方通行就是系統的一個輸入而已，所以這一點並不違反熱力學第一定律。

但是他違反了熱力學第二定律：孤立系統永遠自發的朝著最大熵狀態演化。假設一方通行，炮姐，還有炮姐產生的電磁場為一個系統，那麼一方通行控制了電磁場，電磁場的熵減少，那麼炮姐和一方通行的熵必然要增加。可是，並沒有！！！所以一方通行的真正能力是： 熵量操作（Entropy Control）

但是，你跟河馬談科學？？人家可是知道怎麼徒手拆高達。

炮姐會和誰在一起？是白井黑子還是上條當麻？

肯定是當媽，因為能量守恆定律。

違反了，並且連熱力學第二第三定律，牛頓第一第二第三定律，拓撲場論等一系列物理學基礎定理定理全部都違反了。

魔法禁書目錄與科學超電磁炮這兩部動漫中超能力產生的理論依據是薛定諤的貓(大致意思是觀測者的行為會影響到被觀測者)。超能力者根據自己的個人現實獲得另一個小到只有自我意識存在的平行時空，並將這個平行時空通過某種方式與我們的世界聯繫起來從而獲得超能力。大致就是化理想為現實，所以一切理論都是浮雲。動漫這種東西，咳咳，認真你就輸了，自己知道就好。————個人之見，如有不足請指出。

什麼意思，是說單向車道設置不合理嗎？

熱力學第二定律吧

貌似一方通行只支持物質守恆吧？

我以為你們在說麥克斯韋妖，結果搜索了一下發現是漫畫，，，能不能嚴肅點。。