1000年,对于人类来说,这个结局还过于遥远。
所以,让我们回到更小一点的角度来描述“熵增理论”。
一间房子,如果无人打扫,随着时间的流逝,必然会沾满灰尘。这个时候,我们可以认为,房间的无序程度增加了,也就是代表整个房间的熵自发地增加。
如果有人进入房间打扫,房间变得干净,是不是房间的熵减小了呢?
是的,局部熵减小了,但是“人+房间”的熵并没有减小。
人在打扫的过程中消耗了体力,这导致了“房间”这个孤立系统的熵减小。由于能量转化过程会不可避免地产生不能做功的热能,所以这个增量,是大于“房间被打扫干净”带来的无序度减少的。
从总体来看,“人+房间”系统的熵值还是增加了。
对于这个熵增结论,科学家们非常不满,这意味着世界的无序程度一直在增加,未来是不美好的。
为了找出一个更有力的反例,人们试图创造永动机或者其他的方式,来规避熵增。
1871年,英国物理学家麦克斯韦设想了这样一个实验:有一个箱子被一块板一分为二,板上有一个活门,由一个从海加尔山抓来做苦力的小精灵把守。
小精灵能测量气体分子的速度,对于右边来的分子,如果速度快,他就打开门让其通过,速度慢就关上门不让通过。
对于左边来的分子,则速度慢的就让通过,速度快的就不让通过。
一段时间以后,箱子左边的分子速度就会很快,右边则会很慢。
这意味着箱子的无序度降低了,熵减少了。
机智的麦克斯韦还假定,活门既无质量也无摩擦,那么在这一过程中小精灵并没有做功,这不就违反了热力学第二定律吗?
直到60年后,这个问题才被圆满解决。
匈牙利物理