熵并不表示混乱程度,用熵表示混乱程度是错误的(原创/首发)(3)
2023-04-28 来源:飞速影视
与熵有关的公式上两千多个,追根溯源,那些公式其来源都是最早的那几个公式衍生出来的。最早克劳修斯的宏观熵公式好像与“乱”没有多大关系,再来看玻尔兹曼的熵公式:S=klnΩ。用白话说,熵S就是以Ω为底数的自然对数。这是一个函数,看右边,k是常数,常数是个固定不变的数,跟着谁都一样,谈不上混乱与否,那么这个自然对数符号ln肯定也没问题,肯定是这个Ω了。
我们来看看Ω是个什么“东西”,它是表示物体状态数的一个变量,也就是说,S是根据Ω的变化而变化,Ω增大,S就增大。最早的表达式更直接,S=klnΩ是由普朗克由S∝lnΩ加上常数k把∝改成等号而来的。从最早的玻尔兹曼熵公式来看,就更加直白了:熵S与Ω为底数的自然对数成正比。就是说,熵是随着Ω增加而增大,这是统计物理学的一个核心概念。
直白地说,熵(S)就是以e为底Ω的对数。问题所在找到了,这就是说Ω增大,熵就增大,顺着习惯说下去就混乱程度增加了。
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状态数增加,就把它说成是混乱和无序;状态数少,就是有序,这很不恰当。这好比,一个树上有两片叶子,它们的状态数少就是有序,而另外一棵树上有一万片树叶,它们的状态就是无序,就是混乱吗?根本说不过去,只能怪我的脑子不够用,算力不够强大,不清楚它们的运行规律,不知道它们是如何有序的而已,根本就不能说是混乱。说它们混乱,是典型的懒人行为。
Ω其实就是一个状态数,后人就把状态数越多的系统,称之为混乱程度越高。仓库里有两粒米,与仓库里有一亿粒米,每个米都有自己存在的转态,那么两粒米可存在的状态很少,一亿粒米相互间可以有很多个存在的状态,你不能说两粒米的仓库里面是有序的,一亿粒米的仓库里是无序,是混乱的。混乱只是人的主观感觉而已,从自然科学的角度拿来定义一件事物,是不恰当的。熵是一个非常复杂的事,这里不是学术讨论,只对把熵表述为混乱程度是否正确做探讨。
找到原因了
出于人的懒惰和一刀切的习惯,把熵减,状态数减少,说成是趋于有序;把熵增,状态数增加,说成趋于无序混乱程度增加。
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