什么是熵？从生活里的例子说起(3)

量子热力学试图将微观状态与宏观观察联系起来，并最终从这种结合中推导出熵的统计描述。在这里，认为分子运动是主要的热力学现象。当一种物质被加热时，它的分子运动得越来越快，而这种运动在高速下是随机的。当一种物质冷却下来时，它的分子运动趋向缓慢。
因此熵与温度密切相关，而温度是最基本的热力学性质之一。而压力——一个非常重要的热力学概念——也是分子运动的结果。热力学的统计方法使我们能够计算出关于系统的非常微妙的信息，特别是那些涉及化学物质的系统。例如，通过使用统计热力学，人们可以更准确地模拟可能有多个反应的系统中的化学平衡。
这种统计方法对热力学的影响是深远的，并且它们违背了物理学的确定性理想。举个例子，如果你把一个篮球扔进一个场地，球将沿着一个轨迹运动，而这个轨迹可以被精确地建模：这是由各种输入决定的，比如你扔物体的力度有多大，以及扔出角度。决定论的世界观是这样一种世界观，它依赖于这样一种基本观察，即每次你给物理系统相同的输出时，它们的行为都是相同的。以同样的角度，同样的力度扔出一个球，很有可能你的结果将是相同的。

球的轨迹可以被预测和计算
当牛顿发展出他开创性的运动定律时，他也引入了一种新的思考世界的方式。这种决定论的思想在很长一段时间里渗透到科学中。苹果从树上掉下来是由于地心引力，因此，所有的物体都会掉到地上，因为对地心引力的抵抗是不自然的。没有人会从悬崖上跳下来，然后飞上云端，除非是在看科幻片。这种由一套确定的规则来控制我们的行为的想法最终凝聚成一套完整的哲学，其原则遵循类似的指导方针。
量子力学的发展和扩散，对经典物理的确定性模型提出了挑战。这表明，任何物理系统的输入结果都不是确定的，实际上是有偏差的，并由外部测量来改变。这表明，在微观层面上，物理系统在相同的输入条件下会产生不同的结果，而且这种可变性也可以描述宏观现象。它推动了这样一种思想，即一个系统同时存在于无限多个状态中，直到它被测量出来。