(长文)深度理解“熵”!(7)
2023-07-07 来源:飞速影视
再比如,把一堆合金的小块用扔硬币的方法在空间V中扔100亿次,它自发组成1台航空发动机的概率大一点还是组成一堆合金渣的概率大一点?
当然,这种判断绝对熵的方法只是一种比喻式判断,以帮助你更容易的理解系统微观态数目或热力学几率这一核心的概念。
有趣的是,你想知道扔多少次才会出现100枚都为正或100枚都为负都奇特情况吗?答案是扔100万亿亿亿次以上才可能会出现1次。
用统计物理中的热力学几率去理解熵增
绝对熵度量一个系统的热力学几率,是几率就有大有小,而几率小的即使再小它也不为0,这个概念有点类似于量子理论中微观粒子出现的概率,
一方面作为一个孤立系统的自发过程,它的绝对熵肯定是会从热力学几率小的状态向热力学几率大的方向发展,也就是从低熵状态向高熵状态发展,另一方面,理论上,也存在高熵状态自发变为低熵状态的可能性,只是这种可能性极小。
以本文一开始提到的小球为例,0.1千克重的小球在地面的热力学几率是10米高处的2.4*10的21次方倍,所以小球自发从低处到达高处的几率微乎其微,但也并不是完全没有,这种现象在宏观和微观层面都会小概率发生,被玻尔兹曼称为“涨落”,某种意义上你可以把量子隧穿效应看作是其表现的现象之一。
这种虽然很小,但不为0的小概率事件,也给了科幻小学和电影以想象的空间。比如横扫全球所有重量级奖项的经典科幻小说《海伯利安》、比如电影《信条》。
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