一個熵減的世界是什麼樣的？

01-08

這個問題是由電影《Mr.Nobody》引起的，電影里的情節是，到了未來某一天的X時X分X秒，宇宙開始收縮，變成一個熵減的世界，萬物不再趨向於混亂而是趨向於有序。
但是這部電影里貌似只是簡單地用「時光倒流」來表現這個世界，這種解釋合理嗎？
譬如一個蘋果在宇宙收縮的前一刻從樹上掉下來，在世界變成熵減狀態之後會原路返回再和樹枝結合到一起嗎？

更重要的是，在進入這個世界後，我們的意識是會保持正常的認知狀態，還是一路回溯直到它的起點？

熵是一個熱力學的概念，也是被誤用誤解最多的一個概念。

最常見的誤用或誤解就是：熵表示混亂的程度。這句話一定程度上沒有錯，但問題是，這個混亂是被嚴格定義的，並不是日常生活中的：排隊是有序，不排隊是混亂，花瓶是有序，碎片是混亂，蘋果在樹上是有序，蘋果掉下來是混亂，均勻是有序，不均勻是混亂。

其實從熵最原始的定義和發展來看，所謂的熵與其說是混亂的程度，不如說是各種狀態均勻分布的程度。

完全均勻分布的狀態，其實只有一種，所以熵增的過程就是接近這個狀態的過程，這是可預測的。而不完全均勻的狀態卻有無數種，那麼熵減的時候，到底會是哪種不完全均勻的狀態呢？是蘋果飛到樹上與樹枝結合為一體，看起來不錯；但蘋果飛到盤子里呢，似乎也有道理。蘋果在盤子里和在樹上的狀態，哪個熵更少呢？

最後，事實上，我們尚不知道宇宙的膨脹與熵增是否有某種程度的聯繫，也不知道宇宙的收縮是否會引起熵減，更不可能預測如果所謂的熵減發生了，在無數種熵相對更小的狀態中哪一種狀態會是實際情況。

熵是表示系統的無序度的程度，所謂孤立性熵增原理，指的是對於一個孤立的系統，肯定都是由有序演化成無序，由平衡發展成非平衡。但是我們生活的世界是孤立系嗎？這個很難下一個定論。

那麼我們從另外一個理論出發看看，根據耗散結構理論，可以將宏觀系統分為三種：封閉系，孤立系，開放系，我覺得我們的世界更像第三種，開放系。開放系統在遠離平衡態並存在「負熵流」時，可能形成「穩定有序的耗散結構」。耗散結構是在遠離平衡區的、非線性的、開放系統中所產生的一種穩定的自組織結構，由於存在非線性的正反饋相互作用，能夠使系統的各要素之間產生協調動作和相干效應，使系統從雜亂無章變為井然有序。因為開放系，所以就有外界的物質和能量輸入/輸出，由於與外界有交流，熵就有可能減少。

因此，在我看來，社會的良性發展，從亂戰連年到秦國統一，必然是熵減的。如果是一個孤立系，打個比方，古代打仗，攻城方將城池圍上幾個月，城內的人不能與外界有任何交流，久而久之，肯定會因為食物短缺，或者其他的因素造成混亂，這個時候就是從有序到無序的變化，毫無疑問，熵是增加的。

說到這裡，其實已經不僅僅是熱力學或者統計物理能解釋的問題了，更像哲學，社會學的討論，超出了我這個工科生的知識範圍。因此以上言論純屬瞎謅，不可當真，求摺疊。

是的，破鏡會重圓，老人亦重返青春。但是，需要等的時間太長而毫無可能。

根據龐加萊回歸定理 ([1],Poincaré recurrence theorem)，一個系統的狀態是有重現的周期的，該周期稱為龐加萊周期g"。

李政道在《李政道講義統計力學》一書中得出[2]：

其中N為粒子數。

如取單位體積的粒子數為 10^23 量級，代替 2N ，則一個周期長度約為 2^(10^23) ，如果取原子反應的時間約為 10^(-12) 秒，則周期

這個時間遠大於宇宙的年齡，因此不可能了。[1]http://en.wikipedia.org/wiki/Poincar%C3%A9_recurrence_theorem

[2]李政道. 李政道講義統計力學[M]. 上海: 上海科學技術出版社, 2006: 第 93 頁

人從墓地里出生，越活越年輕，終於專進母胎，變成受精卵，消失掉。作為善後工作，父親吸取出精子來。

整個宇宙也將最終歸於「0」的狀態，一個狀態也沒有。

說不可能實現本來就是句廢話。我想表示根本沒法想像……光在哪裡？即便本人是熵增狀態，你背對著太陽捕獲撤退回太陽的光時，你看到了什麼？

不過可以開開腦洞，比如身邊呼嘯著大風，空氣驟然變燙再驟然恢復，然後你手上變出來個手雷……

熵減嘛，不就是宇宙爆炸的那一瞬間嗎？！

時光倒流世界上有了後悔葯

我認為熵的變化是一種趨勢，內能量趨於平衡的一個動態變化過程。

那麼問題來了，比如說你從桌上拿起一個蘋果吃了，將蘋果分解掉了，這是從有序到無序。但是反過來從你嘴裡出來，還原成一個一個蘋果，那麼你把它放回桌子上也好，或者扔到地上也好，都是一個從無序變成有序的過程。所以，蘋果在熵減的世界裡應該被放到桌子上還是扔到地上？

曾經因為好奇所以稍微了解過一點點相關的知識，所以回答一下我自己的、從混亂度角度出發的一點理解。

1、什麼是熵？

熵（entropy）指的是體系的混亂的程度。那什麼是混亂度呢？體系的微觀狀態數越多，體系的混亂度越大，微觀狀態數可以定量地表明體系的混亂度。

什麼是微觀狀態數呢？我個人想了一個比喻，就是用古典概率中的基本事件。某個體系里的基本事件越多，這個體系就越混亂，越不確定。

2、為什麼說這個世界是個熵增的世界？

因為這個體系基本事件越多，則這個體系出現的可能性就越大，所以萬事萬物都是往熵增的方向發生反應。這同人們認識里的有序和無序是不一樣的，日常生活中的有序無序的干往往是源於人們對於微型狀態的判斷，進行分類、篩選，確認事物是否具有一定的規律。而這種判定在熵的眼裡是沒有的，他眼中排成長龍的隊伍和某一種亂成一鍋粥的隊伍是一樣的，都是一種基本事件，只是亂成一鍋粥的隊伍有很多種，所以亂成一鍋粥的隊伍在人類看來出現了。