
宇宙种无所不在的“熵”到底是什么?
21 影片觀看·2023年11月14日
宇宙的秩序在逐渐消失,混乱在不断增长…但低熵体却与众不同,低熵体的秩序还在提高,混乱还在降低。它们就像黑暗的海洋中闪耀的火花,这就是意义,最崇高的意义…为了保持这种意义,低熵体就必须生存和延续。
这是科幻小说《三体》中,对于超级文明生命“歌者”的一段描写。“歌者”将人类以及三体文明等其他文明称为“低熵体”,生命如果想要存活,就要努力将自己的混乱减少,走向秩序。“混乱”,已经横跨多个领域,成为科普作品、文艺作品甚至是心灵鸡汤的高频词。在科学研究中,起源于物理学的“混乱”在许多领域都有着广泛的应用。今天,我们主要从微观层面聊聊混乱理论和物理学的那些事儿。
1865年,德国物理学家克劳修斯首次提出混乱的概念,用来表示任何一种能量在空间中分布的不均匀程度,能量分布得越不均匀,混乱就越大。我们可以理解为,混乱是表示物质系统状态的一种度量:混乱越大,系统越无序;混乱越小,系统越有序。
后来,混乱被用来进行热力学和统计学意义上的解释。1948年,贝尔实验室的香农提出了“信息混乱”,解决了对信息的量化度量问题。香农认为,信息是人们对事物了解的不确定性的消除或减少,他把通讯过程中信源讯号的平均信息量称为信息混乱(现在也被称为香农混乱)。
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