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

  • 夏夜,不“打烊”

  • 全国首家环境保护法庭的绿色守护

独家策划

推荐阅读
一台能扛17级超强台风的漂浮式风机,究竟是如何造出来的?关键零部件怎样实现全部国产化?记者日前走进位于浙江省温州市的金风科技温州深远海风电零碳总部基地总装车间,
2026-08-14 03:55
13日,我国首艘国产大型邮轮“爱达·魔都号”以深圳为母港正式首航。该轮全长323.6米,总吨位13.62万吨,停靠于深圳国际邮轮母港一号泊位。
2026-08-14 03:55
13日,国家石油天然气基础设施重点项目——连云港至仪征原油管道工程连云港至淮安段(以下简称“连仪管道连淮段”)投产一次成功。
2026-08-14 03:55
当前,新一轮科技革命和产业变革加速演进,全球科技竞争呈现体系化、全链条博弈特征,核心技术攻坚成为竞争焦点。近年来,我国科技创新投入持续增长、创新实力稳步提升。
2026-08-14 03:55
水深超过6000米的深渊是地球最深处最极端的环境,一度被视为“生命禁区”,但其中也有微生物“绿洲”。
2026-08-14 03:55
全球人工智能治理已进入深水区
2026-08-14 04:40
在技术层面,根据信号采集方式的不同,脑机接口可分为非植入式与植入式两大类。从科幻场景落地现实应用,脑机接口的研发初衷并非打造“超人”,而是帮助残障病患重建行动与交流能力。
2026-08-13 09:48
2025国际数字能源展上的深圳虚拟电厂管理中心展区。国家能源局公布的数据显示,截至2025年底,全国已建成470个虚拟电厂项目,实测最大调节能力1685万千瓦,形成全球规模领先的虚拟电厂集群。
2026-08-13 09:46
深远海风电开发,输电是关键一环。亚洲首个采用柔性直流输电技术送出的海上风电项目——三峡新能源江苏如东800兆瓦海上风电项目近日交出答卷:截至8月11日,累计发电量突破100亿千瓦时。
2026-08-13 09:44
近年来,河北省张家口市塞北管理区依托当地气候特点和优质土壤资源,以科技为支撑、机械化为保障,建设高标准农田,种植马铃薯、胡萝卜和春小麦等农作物,目前该区已建成高标准农田8.18万亩,农业机械化生产率超95%。图为8月11日,在张家口市塞北管理区的田间,农机手操作农机收获春小麦。
2026-08-13 09:40
中国汽车工业协会12日发布数据显示,2026年7月份,新能源汽车月度新车销量占比首次超过60%、累计占比首次超过50%;月度出口量连续两个月突破100万辆,新能源汽车出口占比连续两个月超过50%。
2026-08-13 09:37
极端天气正在深刻影响各国民众的生活选择,而中国的绿色产品正在其中扮演越来越关键的角色。
2026-08-12 10:23
近日,山东省青岛市首家机器人6S体验店开业,吸引众多消费者前来参观体验。
2026-08-12 10:21
近日,中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代研究团队副研究员要乐、王秋来与中国科学院青藏高原研究所副研究员魏强合作,首次系统揭示了地球倒数第二次大冰期的完整过程与机制。
2026-08-12 10:20
北京大学周丰教授、王旭辉研究员团队揭示极端高温影响水稻产量的新机制,相关成果于近日发表。
2026-08-12 10:16
增强科技创新体系化攻关能力,就是要以系统思维统筹国家创新体系的各类主体、各个环节、各项要素,构建安全可控、高效协同、良性循环的创新生态,提升国家创新体系整体效能。
2026-08-12 09:59
如果一个人童年时曾遭遇不幸和逆境,常让他在成年后面对风浪时,更容易陷入焦虑、抑郁等情绪障碍。目前,人们还没有能治疗童年逆境对大脑深远影响的办法,其中一个重要原因,就是过去没弄清背后的分子机制。
2026-08-11 09:41
日前发布的《加快农业农村现代化“十五五”规划》,将粮食综合生产能力确定为约束性指标,明确提出粮食综合生产能力从2025年的1.39万亿斤,提升到2030年的1.45万亿斤左右。在汶上县,2025年粮食种植面积稳定在150万亩、产量超过14亿斤;今年小麦平均亩产581.5公斤,眼下秋粮玉米长势喜人。
2026-08-11 09:39
氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源。氢能能量密度大,在长距离运输上有优势,被应用于公交客运、冷链运输、干线物流等场景。依托国家氢能示范城市群政策牵引,截至2025年底,我国氢燃料电池汽车累计销量近4万辆,氢燃料电池应用场景向矿卡、船舶、无人机、轨道交通等延伸。
2026-08-11 09:35
5月4日,人们在浙江省杭州市文三数字生活街区的AI黑科技市集上体验DeepSeek(深度求索)的人工智能大模型。从东南亚的政务服务到中东的能源行业,从欧美的初创企业到拉美的电商平台,中国大模型正在用实实在在的能力赢得全球用户的信赖。
2026-08-11 09:31
加载更多