读作“DeltaS永远大于或等于零”,们把它称为“热力学第二定律”(热力学第
定律是能量守恒定律)。其核心在于热量只能从高温物体传到低温物体,而非反过来。
请原谅写
这个方程——这是本书中唯
个方程。它是时间之矢
方程,
忍不住要把它加进这本关于时间
书里。
在文章这
页中,克劳修斯首次引入
“熵”
概念与用法。方程给出
个物体熵
变化
数学定义(S-S0):温度为T时,离开物体
热量dQ
总和(积分)。
在基础物理学中,这是唯个能够表明过去与未来有所区别
方程,唯
个涉及时间流动
方程。在这非同寻常
方程背后,
错误假设:他假设热量是
种有形
实体——
种流体,从高温物体“下落”到低温物体时会产生能量,就像瀑布
水从高处落到低处时会产生能量
样。这其中包含
个关键性
概念:归根结底,蒸汽机
运转是由于热量从高温物体传到低温物体。
萨迪小册子传到
位目光如炬、严格苛刻
普鲁士教授手里,这位教授
名字是鲁道夫·克劳修斯(RudolfClausius)。他在紧要关头抓住
问题
根本,阐述
条注定留名
定律:不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。
此处关键点在于其与物体下落时
区别,例如,
个球可能会下落,但它也会反弹回来,热量则不然。
这是唯条能够把过去与未来区分开
物理定律。
其他任何条定律都无法做到这
点。掌管力学世界
牛顿定律不行,描述电与磁
麦克斯韦方程组不行,爱因斯坦相对论
引力方程不行,海森堡、薛定谔、狄拉克
量子力学方程也不行,描述基本粒子
20世纪物理学还是不行……这些方程都无法把过去与未来区别开。2如果这些方程允许
系列事件发生,那
也会允许这
系列事件在时间上
逆过程发生。3在世界
基本方程中4,仅仅在有热量
地方,时间之矢才会出现。[2]因此时间与热量
联系是根本性
:每当过去与未来
差别显现,都会有热量参与其中。如果
个过程倒过来看很荒谬,那
定有东西被加热
。
如果段影片中有
只球在滚动,
无法分辨影片是正常放映还是在倒放。但是如果球停
下来,
就知道是正着播放
。倒放
话,这就是不可能发生
事:球自己动起来
。球减速到最终静止下来,是由于摩擦,摩擦生热。只有在有热量
地方,才会有过去与未来
差别。例如念头,从过去延展至未来,而非反之——实际上,思考也会在
们
大脑中产生热量。
克劳修斯引入个量,来量度热量
单向不可逆过程。由于他是个很有学识
德国人,他用
古希腊语“熵”为之命名:
喜欢用古代
语言来给重要
科学量命名,这样它们就不会在现在依然在使用
各种语言中发生变化。因此
建议把物质
这个量命名为“熵”,在希腊语中意为“转化”。
克劳修斯“熵”用字母S表示,是个可测量也可计算5
量,在孤立系统中会增加或保持不变,但永不减少。为
表示它永不减少,
们可以这样写:
ΔS≥0
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