熵增定律为什么让人一下子顿悟了（熵增让我们懂得万物归一的道理）

01

“如果物理学只能留一条定律，我会留熵增定律。”

说这句话的人叫吴国盛，曾任北京大学和清华大学的科学史系主任，是我国科学哲学界近40年来一直活跃、且硕果累累的一位学者。他15岁就考上久负盛名的学府——北京大学；33岁便被破格评为中国社科院最年轻的研究员。

随着学识的不断提高，吴国盛发现：

“自己最感兴趣的其实并不是纯粹的物理学问题，而是理论物理学中一些带有思辨性质的基本命题。”

吸引吴国盛的是一门在20世纪才兴起的新学科——科学哲学，它并不是研究“科学的尽头是神学”一类虚无缥缈的东西，而是通过全面的分析而提出“具有科学性质的哲学”理论。

简单来说，就是探索“科学与真理”之间的关系。

而我们所熟知的，自然界中的经典物理定律往往给人一种复杂、枯燥的感觉。因此，从科学的角度提出哲学理论反而会更引人入胜，让人浮想联翩。

那么，熵到底是一种什么东西呢？

马克斯·普朗克

首先，我们要知道汉字“熵”的由来有一段佳话：1923年，著名的物理学家马克斯·普朗克来我国讲学，当时我国的物理学家胡刚复教授为其翻译。

由于英文Entropy的释义太过复杂，因此胡老先生便想出了一个简单的解决方法：

根据最初的熵公式S=Q/T，其中S为热量与温度之商，而且此概念与火有关(象征着热)，于是胡老先生便在“商”字上加“火”字旁，构成一个汉字中从来没有的新字——“熵”。

“熵”作为热力学中物质状态的参量之一，可谓是物理学中一个至高的概念，因为它可以从广义上作出这种描述：

“每一个系统都将无可避免地自发、且不可逆地由有序转变为混乱——即熵增。”

这就像一颗石子激起水面上的波纹，永远都是在一圈一圈地逐渐散去，而绝对不会倒转过来……

对“熵”理论最早做深入研究，并使其超出热力学范畴，成为一个跨领域理论的就是奥地利物理学家路德维希·爱德华·玻尔兹曼。

1875年玻尔兹曼提出了闻名于世的熵公式

玻尔兹曼认为如果把系统扩大到整个宇宙，宇宙的熵会随着时间的流向而增加，由有序向无序，当宇宙的熵达到最大值时，宇宙中的其它有效能量已经全部转化为热能，所有物质温度达到热平衡，这样的宇宙中再也没有任何可以维持膨胀运动或是生命演化的能量存在。

这就是宇宙的末日——热寂说。

维也纳中央公墓树立的玻尔兹曼的雕像

可是即便洞悉了宇宙万物的最终命运，玻尔兹曼还是没能逃过“熵增”的魔爪，他于1906年因严重的抑郁症而自杀，享年62岁。

由此，熵增被誉为“生命与非生命的终极定律”——宇宙不是永恒的，宇宙一定有终点；生命也不是永恒的，生命必将由生到死。

有意思的是，我国古代哲学家老子早就在道德经中说过：

“一生万物，而万物归一。”

看来，玩哲学谁都不是我们老祖先的对手。

而在科学界，就连伟大的阿尔伯特·爱因斯坦也意识到“熵增”是整个科学的首要定律；

还有那个自认为唯一真正懂得相对论的英国物理学家亚瑟·斯坦利·爱丁顿爵士，也把“熵增”称作是整个宇宙中最高的形而上学（原始哲学的一个门类，被亚里士多德称为第一哲学和第一科学）定律。

“如果有人指出你的宇宙理论与麦克斯韦方程不符，那么麦克斯韦方程可能有不对；如果你的宇宙理论与观测相矛盾，嗯，观测的人有时候也会把事情搞错；但是如果你的理论违背了热力学第二定律（即熵增），我就敢说你没有指望了，你的理论只有丢尽脸、垮台。”

无独有偶，量子力学的奠基人，诺贝尔物理学奖获得者埃尔温·薛定谔也曾对哲学理论深感兴趣。

以至于1944年薛定谔在其名著《生命是什么》中提出了他闻名后世的哲学理论：

“人活着就是在对抗熵增定律，生命以负熵为生。”

薛定谔虽然不是生物学家，但是在这本书中，薛定谔通过热力学和量子力学理论来解释生命的本质，并首次引入非周期性晶体（基因）、负熵、遗传密码、量子跃迁式突变等概念来说明有机体物质结构、生命的维持和延续、遗传和变异等现象，从而推动了解读生命本质的新学科——分子生物学的诞生。

以薛定谔的观点来看，既然生命是非平衡系统并以负熵（代表有序性）为生，那么从某种角度来讲：

“生命的意义就在于其具有抵抗自身熵增的能力，即具有熵减的能力。”

02

看来“生命”才是全宇宙中最具讨论意义的东西，我们大可不必关心石油还能采集多少年，月亮什么时候会远离我们而去，太阳还有多久会变成红巨星这一类具有时间性的问题。

自然界中正在进行着的每一件事，都意味着熵的增加。因此，我们也可以将之理解为每个生命体都在持续不断地增加它的熵，直到最大值的熵的出现——死亡。

那么，生命体作为一个非平衡的开放系统，若要坚强地活下去，就必须从周围的环境中不断地汲取负熵（有序）来抵消自身的熵增加，这个过程我们可以引申理解为“十分积极的努力生存下去”。

这里必须强调的是，熵定律只涉及物质世界。

也就是说，熵定律虽然涉及“横向”时间中的宇宙万物，但唯独在“纵向”的超自然的精神世界里，它就销声匿迹了。

由此我们可以这样理解，生命体所产生的“生存意识”（用人类的话来说就是智慧）并不受熵定律的约束，这或许是生命存在的另一个意义吧，难道是为了拯救宇宙……

德国著名的哲学家亚瑟·叔本华说过：

“人一出生就开始了死亡的进程，只不过这个周期相对较长，因此我们很容易忘记这个结果。其实，这个结果一直都摆在那儿。”

虽然熵定律制约着代表宇宙万物的物质世界，可是我们人类（还有其它生命）为了世世代代的生存下去，就必须彻底了解熵定律，进而用“意识”（智慧）改变自身，甚至是宇宙的终极命运。

当然也会有一些顽固不化的人，拒绝承认熵定律就是物质世界的最终定律。他们会坚持说熵的过程只适用于有限的场合，而将它推而广之应用到整个宇宙，那只是在做个比喻。

这种看法显然是有待商榷的。因为热力学定律（熵）已经为世界上一切物质活动的开展提供了整体的科学框架。

1921年，弗雷德里克·索迪获得诺贝尔化学奖

用诺贝尔化学奖获得者弗雷德里克·索迪的话来说：

“热力学定律（熵）最终控制政治制度的兴盛与衰亡，国家的自由与奴役，商务与实业的命脉，贫困与富裕的起源，以及人类总的物质福利。”

#谣零零计划#

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