熵的通俗解释。

葵潭2023-05-01  22

分类: 教育/科学

问题描述:

谁能解释的通俗一些。

解析:

shāng

◎ 物理学上指热能除以温度所得的商,标志热量转化为功的程度。

◎ 科学技术上泛指某些物质系统状态的一种量(liàng)度,某些物质系统状态可能出现的程度。亦被社会科学用以借喻人类社会某些状态的程度。

1只有当你所使用的那个特定系统中的能量密度参差不齐的时候,能量才能够转化为功,这时,能量倾向于从密度较高的地方流向密度较低的地方,直到一切都达到均匀为止。正是依靠能量的这种流动,你才能从能量得到功。

江河发源地的水位比较高,那里的水的势能也比河口的水的势能来得大。由于这个原因,水就沿着江河向下流入海洋。要不是下雨的话,大陆上所有的水就会全部流入海洋,而海平面将稍稍升高。总势能这时保持不变。但分布得比较均匀。

正是在水往下流的时候,可以使水轮转动起来,因而水就能够做功。处在同一个水平面上的水是无法做功的,即使这些水是处在很高的高原上,因而具有异常高的势能,同样做不了功。在这里起决定性作用的是能量密度的差异和朝着均匀化方向的流动。

熵是混乱和无序的度量熵值越大,混乱无序的程度越大 我们这个宇宙是熵增的宇宙热力学第二定律,体现的就是这个特征 生命是高度的有序,智慧是高度的有序 在一个熵增的宇宙为什么会出现生命会进化出智慧(负熵) 热力学第二定律还揭示了, 局部的有序是可能的,但必须以其他地方更大无序为代价 人生存,就要能量,要食物,要以动植物的死亡(熵增)为代价 万物生长靠太阳动植物的有序, 又是以太阳核反应的衰竭(熵增),或其他的熵增形势为代价的 人关在完全封闭的铅盒子里,无法以其他地方的熵增维持自己的负熵 在这个相对封闭的系统中,熵增的法则破坏了生命的有序 熵是时间的箭头,在这个宇宙中是不可逆的 熵与时间密切相关,如果时间停止"流动",熵增也就无从谈起 "任何我们已知的物质能关住"的东西,不是别的,就是"时间" 低温关住的也是"时间" 生命是物质的有序"结构""结构"与具体的物质不是同一个层次的概念 就象大厦的建筑材料,和大厦的式样不是同一个层次的概念一样 生物学已经证明,凡是到了能上网岁数的人, 身体中的原子,已经没有一个是刚出生时候的了 但是,你还是你,我还是我,生命还在延续 倒是死了的人,没有了新陈代谢,身体中的分子可以保留很长时间 意识是比生命更高层次的有序可以在生命之间传递 说到这里,我想物质与意识的层次关系应该比较清楚了 这里之所以将"唯物"二字加上引号 是因为并不彻底为什么熵减是这个宇宙的本质,还没法回答 (摘自人民网BBS论坛)

不管对哪一种能量来说,情况都是如此。在蒸汽机中,有一个热库把水变成蒸汽,还有一个冷库把蒸汽冷凝成水。起决定性作用的正是这个温度差。在任何单一的、毫无差别的温度下——不管这个温度有多高——是不可能得到任何功的。

“熵”(entropy)是德国物理学家克劳修斯(Rudolf Clausius, 1822 – 1888)在1850年创造的一个术语,他用它来表示任何一种能量在空间中分布的均匀程度。能量分布得越均匀,熵就越大。如果对于我们所考虑的那个系统来说,能量完全均匀地分布,那么,这个系统的熵就达到最大值。

在克劳修斯看来,在一个系统中,如果听任它自然发展,那么,能量差总是倾向于消除的。让一个热物体同一个冷物体相接触,热就会以下面所说的方式流动:热物体将冷却,冷物体将变热,直到两个物体达到相同的温度为止。如果把两个水库连接起来,并且其中一个水库的水平面高于另一个水库,那么,万有引力就会使一个水库的水面降低,而使另一个水面升高,直到两个水库的水面均等,而势能也取平为止。

因此,克劳修斯说,自然界中的一个普遍规律是:能量密度的差异倾向于变成均等。换句话说,“熵将随着时间而增大”。

对于能量从密度较高的地方向密度较低的地方流动的研究,过去主要是对于热这种能量形态进行的。因此,关于能量流动和功-能转换的科学就被称为“热力学”,这是从希腊文“热运动”一词变来的。

人们早已断定,能量既不能创造,也不能消灭。这是一条最基本的定律;所以人们把它称为“热力学第一定律”。

克劳修斯所提出的熵随时间而增大的说法,看来差不多也是非常基本的一条普遍规律,所以它被称为“热力学第二定律”。

2信息论中的熵:信息的度量单位:由信息论的创始人Shannon在著作《通信的数学理论》中提出、建立在概率统计模型上的信息度量。他把信息定义为“用来消除不确定性的东西”。

Shannon公式:I(A)=-logP(A)

I(A)度量事件A发生所提供的信息量,称之为事件A的自信息,P(A)为事件A发生的概率。如果一个随机试验有N个可能的结果或一个随机消息有N个可能值,若它们出现的概率分别为p1,p2,…,pN,则这些事件的自信息的平均值:

H=-SUM(pilog(pi)),i=1,2…N。H称为熵。

就是信息量的意思。

熵是一个系统的不确定性或无序的程度,系统的紊乱程度越高,熵就越大;反之,系统越有序,熵就越小。

信息的获得永远意味着熵的减少。信息与熵是互补的,信息就是负熵,两者互为负值。

信息量=系统状态原有的熵-系统状态确定后的熵

最近在重构认知体系,当我尝试逼近边界,去思索那些基本概念和定理/公理的时候,又再次遇见了“熵”,熵是一个迷人的观念,可以说是宇宙第一公理:宏观关乎宇宙、世界,中观关乎国家、组织,微观关乎生命、人事物,选择和行动。So,似乎你也绕不开“熵”了吧,那一起来死磕它!

什么是熵?

熵就是系统的混乱、无序的程度,系统无序程度高熵值就高,系统无序程度低熵值就低。而熵的概念,导出了熵增定律,即 热力学第二定律:没有外力作用的孤立系统会自发地朝着热力学平衡方向──最大熵状态──演化,其混乱无序程度不断增加,最后达到熵最大值的状态。

熵增定律是无情的,与时间演进一样不可阻挡的,爱因斯坦说:熵增定律是科学定律之最。我的相对论可能有一天会被证伪,也许熵增定律永远成立 。物理学家认为我们的宇宙一直处于膨胀过程中,熵值不断在变大,持续变得无序,未来宇宙的熵即无序达到最大值,宇宙将坍缩,归于热寂。

对于我们的生命,我们的身体自出生起,处于一个低熵的状态,而生命生长成长过程,熵值不断增加,最后进入死亡的时候,熵达到最大值。

居然熵是混乱,无序、最后是死寂,而我们人的本性中,无比渴望 熵的对立面:负熵,即有序、活力、活得热烈而充实。

谔定薛说: 生命以负熵为食 ,一语道出了负熵对生命的根本意义。负熵,是生命的根本意义所在。

从物理学角度,要维持有序,系统必须是一种耗散结构,耗散结构要求系统必须是开放的,远离平衡态的,系统必须与外界进行物质、能量的交换,从而维持有序状态;

生命作为一种典型的耗散结构,要进入负熵,维持负熵,必须开放,与外界进行物质、能量的交换。如此,才可能活得有序、充满活力、热烈而充实。

对于生命如何进入负熵,维持负熵,迭代,进化,不同的人有不同的探索路径,和不同的答案,但在底层逻辑上,我相信都殊途同归。即所谓:路很多,但道归一。

对于我自己,我想得到的,在探索的让自己进入负熵、维持负熵的方法结构大体如下:

1 发自内心热爱的有意义的事业 ,这是人实现自我价值的基石,并激发一个人最大的潜能,和最深层持久的热情。这是一个非常庞大非常挑战的系统命题,因为找到自己内心热爱的有意义的事业,需要我们清晰深入地自我认知,在清晰深入认知的基础上展开足够广阔和深入的人生历练体悟,在如此这番以后,仍然上下求索,孜孜求问,或者求而得之。若得之,人生一大幸事,长期负熵!

2 有意义的家庭关系和人际关系 ,亲情和友情是一个人内心情感最根本的支撑和滋养,也是在这种结构中,人得以活得拓展事业的勇气、力量和意义。

3 健康的身体 。身体是灵魂的支撑和载体,两者的协同,能让生命负熵达到最大值。抵御熵增的侵蚀,我们需要身体力行,用正确的方式锻炼身体,以获得负熵的健康的状态。我的探索发现:让身体进入负熵维持负熵的非常健康的锻炼方法,是让自律神经系统重归平衡,即让长期被抑制的副交感神经系统重新康复,活跃起来。非常非常推荐:站桩!随时随地都能锻炼,见效快,直接激活打开副交感神经系统,练完身体通透舒畅,负熵值很高。

4 让灵魂不懈的成长,持续精进迭代 。成长是让灵魂负熵最好的方式,在读书、写作、思辨交流等活动中彼此获得智慧、能量的交换和共振,这种负熵感觉真的很美好。而浪费时间,没有成长,这是生命最可怕的熵增。

5 快速行动、持续行动 。人不能思考过多,没有行动,不能拖延过度,迟迟不行动,否则精神之熵陡增,弥漫在精神天空,侵蚀你的意志,压力重重。我们的人性中,似乎有一种难以承受的拖延之熵,不到Deadline,精神熵增到临界爆发点,都不启动去专心做重要事务,当我们终于猫被踩到尾巴,通宵达旦,踉踉跄跄地在Deadline完成重要事务以后,精神之熵重回有序,但身体之熵又陡增。。哎,人就是那么难以搞定寄几!唯一进入熵减的方式是有了深入思考以后快速行动,边做边修正,不断打磨迭代,这样,方能成事。但当然,这需要我们拿出十足的勇气,搞定自己的思维模式,归因模式,用习惯搞定大脑神经元的结构,这是一个十分挣扎磨砺的心路历程,但这种熵减的价值是爆表的。

6 保持精炼简洁 。人的时间、注意力、能量都是有限的,如果迷失于各种繁复中,必定让人精神熵增,心神不宁,唯有安住在精炼简洁中,才能精神熵减,安定宁静。

7 培养美德 。塞利格曼教授和合作者研究了整个世界横跨3000年历史的各种不同文化后,归纳出了他们觉得“放之四海而皆准”的六个美德:智慧与知识,勇气,仁爱,正义,节制,精神卓越。仁爱里面,利他,助人为乐,是让精神负熵的极好方式。过于自私自利,会让精神快速熵增,永远相信:施比受更有福。

生命是一种耗散结构,从来没有天然自得的负熵,要进入负熵和维持负熵,我们必须付出所有努力,去和我们的生命自身的耗散结构去作能量交换,以换得让我们生命焕发光彩的奖赏,也是生命的唯一目的:负熵。

生命的身体,难以改变熵增的进程和方向,但我相信,生命的灵魂,能够进入负熵和持续负熵,当死亡来临时,身体熵增到极致,归于尘土,而灵魂却熵减到极致,变得充实,自由,永恒,这,是否也是一种能量守恒呢?!

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