点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:都在追求高情商,为什么生活里偏偏要低熵?
首页> 光明科普云> 图文 > 正文

都在追求高情商,为什么生活里偏偏要低熵?

来源:蝌蚪五线谱2023-05-08 20:02

  著名物理学家薛定谔曾在其著作《生命是什么》里说,“人活着就是在对抗熵增定律,生命以负熵为生。”

  清华大学科学史系教授吴国盛也曾表示,如果物理学只能留一条定律,我会留熵增定律。

  就连现代物理学的开创者爱因斯坦也认为“熵增定律”是科学定律之最。

  “熵增”到底是什么奇怪定律,引得无数科学家为之着迷?为什么生活中偏偏追求低熵?今天,就和大家浅谈一下“熵”。

  薛定谔 图源:维基百科

  熵(Entropy)这个概念,是由德国物理学家克劳修斯于1865年提出,希腊语中意为“内在”,即“一个系统内在性质的改变”,公式中一般记为S。

  熵代表了系统的混乱程度,系统越有序,熵值就越小;系统越无序,熵值就越大。

  由能量守恒定律我们知道能量的总和是不变的,可能量却无法百分百地转换,这些损耗的能量就是熵。

  熵增定律作为热力学第二定律的一种表述形式,认为在一个不受外界影响的孤立系统内,能量只能朝着一个方向转化,即从可利用到不可利用,从有效到无效,从有秩序到无秩序。

  是不是还是觉得云里雾里?

  举个例子,假设你的面前放置着一杯冰水和一杯常温水,你觉得哪个混乱度更高?相信大多数人会说冰水,但其实水的混乱度更高。我们都知道水和冰都是由水分子构成的,不同的是水分子和水分子之间的距离不一样。

  冰具有四面体晶体结构,这个四面体是通过氢键形成的,晶体中水分子之间距离小,排列规律有序。而液体水的形成拆散了大量的氢键,使得分子间排列变得无序,故熵变大,混乱度升高。

  此外,日常生活中类似的熵增现象也比比皆是。比如,系好的鞋带会松开,手机会越用越卡,家里铺得很整齐的床单睡过后会变乱等,这些都是熵增现象。

  做家长的人也一定深有感触,孩子们玩玩具时如果没有约束,一定会把屋子搅得天翻地覆、无从下脚。当我们把一个玩具看作是元素,把所有玩具看作为一个系统时,这个系统从整齐变成了混乱。这时候,要想找到某个心爱的玩具就变得非常困难,因为它可能出现在任何角落。这个场景也蕴含了熵增的原理。

  我们也可以通过可能性或概率的方式来考虑熵。比如屋子里有100个可以放置物品的位置,需要摆放20件物品。通过组合,可以算出20件物品放置在100个位置上,其总的放置方法是一个巨大的数字:

  如果将下图中上半部分的放置方法定义为“整洁”,也就是说图中20件可以移动的物品都放在了合适的位置,其余放置方法都统称为“混乱”。那么:

  长久地保持这样的“整洁”几乎是不可能事件,“混乱”则是必然,所以“整洁”很容易变为“混乱”,这说明了任何事物都是朝无序以及熵增方向发展的。

  熵增定律进一步认为,宇宙万物都是从一定的价值与结构开始,然后不可挽回地走向混乱、荒废。无论在地球上还是宇宙或任何地方建立起任何秩序,都会以周围环境更大的秩序混乱作为代价。

  就好像我们身处的巨型城市和城市中的摩天大楼,它们造成了能量的过度投入与四处耗散:例如煤炭燃烧的能量并没有消失,而是经过转化随着二氧化碳和其他气体一起散发到了空间中;食品的过度包装,也是在大量消耗地球能量;塑料、金属未经回收利用,被掩埋到环境中。

  这些都产生了熵或能量的废弃,因此,低熵农业、低熵工业、低熵生活、低熵社会等等已经成为人类为维系自身生存所必须做的事情。

  在默认情况下,我们生活中的每件事都处于高熵状态,除非我们倾注更多的精力和注意力。正如水从高处流到低处,电流从高势能流向低势能。如果没有外力做功的情况下,所有的事物都在向着无序和混乱发展。

  所以,当熵增定律回归日常生活中,我们知道自律比懒散痛苦、放弃比坚持轻松,但假如我们不去对抗熵增规律的话,大至宇宙,小到企业、团队,甚至个人的自我管理,都会随着时间的推移越发脱离掌控。

  撰稿人:邢美波北京建筑大学环境与能源工程学院副教授 北京市科协2021-2023年度青年人才托举工程被托举人

  编辑:蔡琳、董小娴

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 走进浙江宁波余姚井头山遗址

  • 浙江绍兴:年宵花卉迎新年

独家策划

推荐阅读
昆虫性信息素相当于昆虫之间的“气味语言”,具有靶向性强、用量少、对环境友好等优点,是当前绿色植保的重要策略之一。
2025-12-24 10:05
作为中国科学院“十四五”重大项目之一,2022年7月27日,由中国科学院力学研究所(以下简称力学所)抓总研制的“力箭一号”火箭首飞成功。
2025-12-24 09:59
中国科学技术大学(以下简称中国科大)教授潘建伟、朱晓波、彭承志和副教授陈福升等基于超导量子处理器“祖冲之3.2号”,在码距为7的表面码上实现了低于纠错阈值的量子纠错,演示了逻辑错误率随码距增加而显著下降。
2025-12-24 09:58
为加快推进知识产权强国建设,日前,国家知识产权局会同有关部门编制完成《知识产权强国建设发展报告(2025年)》。
2025-12-24 09:57
国家能源局23日发布11月全国电动汽车充电设施数据。
2025-12-24 09:57
我国自主设计建造的全球首制甲醇双燃料动力智能超大型油轮“凯拓”轮22日在辽宁大连成功交付。
2025-12-23 09:54
中国科学院大连化学物理研究所副研究员方光宗、研究员潘秀莲团队在乙炔氢氯化制氯乙烯研究领域取得新进展。
2025-12-23 09:53
《自然》杂志网站12月18日刊发文章,展望了2026年值得关注的科学事件,涉及人工智能(AI)、基因编辑和太空探索等多个领域。中国计划于2026年发射嫦娥七号探测器,目标是在布满岩石与陨石坑、着陆难度极大的月球南极附近着陆。
2025-12-23 09:52
9月30日,中国科学院上海应用物理研究所原所长徐洪杰去世半个月后,一场以追思和战略研讨为主题的“务虚会”在研究所召开。
2025-12-23 09:47
种子是“农业芯片”。精准设计育种这盘大棋,在科技工作者手中,正下得风生水起。
2025-12-23 03:05
12月17日,《自然》发布2025年值得关注的七大暖心科学故事,从基因编辑的多项突破,到传染病的快速防控,再到政策层面的重大胜利,都让人们为这一年感到高兴。
2025-12-22 09:57
记者21日从中国科学院大连化学物理研究所获悉,该所研究员李先锋团队在溴基多电子转移液流电池新体系研究方面取得新进展。
2025-12-22 09:56
微波加热,是维持“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)上亿摄氏度高温的核心技术之一。
2025-12-22 09:52
12月19日,《科学》在线发表了这项由中国科学家领衔的重要研究成果。
2025-12-22 09:50
记者了解到,作为农业科技“国家队”,近年来,该院依托西部中心,组建了高品质棉花生产模式、作物生物安全与防控等16支创新团队,把百余项技术成果转化运用到新疆这片热土。
2025-12-22 02:45
由我国多家研发单位联合完成的两项降糖减重药物Ⅲ期临床研究成果,北京时间18日在线发表于国际科学顶级学术期刊《自然》(《Nature》)。
2025-12-19 09:51
一个国际团队12月17日发表于《自然》的研究显示,70岁以上人群中,近1/10患有阿尔茨海默病。
2025-12-19 09:51
近日,“大国重器”中国天眼(FAST)又传来好消息。截至2025年11月5日,它已发现脉冲星1170颗,远超同期其他望远镜发现总数。
2025-12-19 09:48
国家自然科学基金重大非共识项目日前正式启动试点,首批遴选出3项建议资助项目,支持科研人员在国际科技竞争“无人区”开辟研究方向。
2025-12-19 09:47
《物理世界》日前公布“2025年度十大科学突破”榜单,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心张广宇团队主导的“首例二维金属制备”成果成功入选。
2025-12-19 09:45
加载更多