熵貶值

熵本是一個物理名詞，由德意志科學家Rudolph Clausius（克勞修斯）提出。上就是用熱量除溫度所得的商，它標誌熱量轉化為功的程度，是衡量客觀世界無序程度的度量。貶值一次本屬於政治經濟學範疇，用來形容單位貨幣的價值下降。 熵貶值就是熵的價值下降。熵是能的函式，能既不被創造也不被消滅，宇宙的能是守恆的。但是當系統趨於熱動平衡，熵值會愈來愈大。這表明能總值不變，但有效能卻逐漸減少，即所謂能降。而隨著能降，熵必然會貶值。

基本介紹

• 中文名：熵貶值
• 外文名：Rudolf Clausius
• 提出：德意志科學家
• 意義：能量在空間中分布的均勻程度

巨觀闡釋

　Rudolf Clausius（克勞修斯）最初提出熵是用來表示任何一種能量在空間中分布的均勻程度.能量分布得越均勻，熵就越大.若一個封閉系統中能量完全均勻地分布，其熵就達到最大值，此時系統被稱為熱動平衡狀態.在Rudolf Causius（克勞修斯）看來，如果讓一個封閉系統自由發展，其能量差總是傾向於消除的.Rudolf Clausius（克勞修斯）由此得出結論：能量密度的差異傾向於變成均等，亦即熵將隨著時光之矢增大.這便是熱力學第二法則.熱力學第二法則所揭示的就是，宇宙總熵會與日俱增，最終會達到熱動平衡狀態，亦即死寂.但是科學家們拒不接受這種說法，因為熵增的法則破壞了生命的有序.從James Clerk Maxwell開始科學家們想方設法駁斥它，這便有了熵貶值的概念.熵是能的函式.能既不被創造也不被消滅，宇宙的能是守恆的.但是當系統趨於熱動平衡，熵值會愈來愈大.這表明能總值不變，但有效能卻逐漸減少，即所謂能降.而隨著能降，熵必然會貶值.

微觀闡釋

Ludwig Boltzmann認為當能量被減少時，原子就呈現為一種更無序的狀態.封閉系統愈混沌，熵值愈大.熵增不可逆性的微觀本質和統計意義就是系統從有序趨於混沌，從機率較小的狀態趨於機率較大的狀態，就是說熵也是機率的函式.龐加萊回歸表明在亞原子世界，“熵減”是存在的.但這裡的熵減並非巨觀意義上的熵減少，而是熵的效力減弱，也就是說熵貶值了.

Ludwig Boltzmann

“如果對於氣體理論的一時不喜歡而把它埋沒，對科學將是一個悲劇；例如：由於牛頓的權威而使波動理論受到的待遇就是一個教訓。我意識到我只是一個軟弱無力的與時代潮流抗爭的個人，但仍在力所能及的範圍內做出貢獻，使得一旦氣體理論復甦，不需要重新發現許多東西。”“本質上，今天的衝突和一場人類歷史上反覆發生的老式的權力鬥爭沒有什麼區別”。

—— Ludwig Boltzmann

Ludwig Boltzmann出生於維也納，在維也納和林茨接受教育，曾先後在格拉茨大學、維也納大學、慕尼黑大學以及萊比錫大學等地任教，著有《物質的動理論》等。在那個困難的環境中，是他發展了James Clerk Maxwell的分子運動類學說，把物理體系的熵和機率聯繫起來闡明了熱力學第二法則的統計性質，並引出能量均分理論，令科學界接受熱力學理論。他首先指出，一切自發過程總是從機率小的狀態向機率大的狀態變化，從有序向混沌變化.Ludwig Boltzmann提出用“熵”來量度一個系統中分子的無序程度，並給出熵S與混沌W之間的關係為S=k㏒W（玻爾茲曼常數k=1.38×10^(-23)J/K）.他最先把熱力學原理套用於輻射，導出熱輻射定律.他與Rudolph Clausius（克勞修斯）、James Clerk Maxwell並稱氣體動力學理論和統計力學的奠基者.

Ludwig Boltzmann跟Friedrich Wilhelm Ostwald（威廉·奧斯特瓦爾德）之間發生了科學史上非常有名的“原子論”與“唯能論”之爭，“這兩個死對頭都同樣機智，應答如流；彼此都很有才氣.”（Max Karl Ernst Ludwig Planck）不承認存在“原子”的Ernst Mach支持Friedrich Wilhelm Ostwald（威廉·奧斯特瓦爾德)，Max Karl Ernst Ludwig Planck則站在Ludwig Boltzmann一邊.但由於當時Ernst Mach如日中天，而Max Karl Ernst Ludwig Planck還是無名小卒，科學界也拒絕承認“原子”的實在性。事實上Ludwig Boltzmann本人對Max Karl Ernst Ludwig Planck沒什麼好感，因為儘管Max Karl Ernst Ludwig Planck反對“唯能論”但對“原子論”也沒有多少熱情..E． Zermelo曾在文章中指出Ludwig Boltzmann的H－定理中不足之處，由於前者是Max Karl Ernst Ludwig Planck的學生，這就加重了Ludwig Boltzmann對Max Karl Ernst Ludwig Planck的意見.直到Max Karl Ernst Ludwig Planck以“原子論”為基礎導出輻射定律，兩人才冰釋前嫌

儘管“原子論”最終勝出，但代價是極其沉重的.Ludwig Boltzmann幾乎一生都在孤身對抗世界，這損嚴重害了他的生理和心理健康.自殺失敗後他陷入了兩難境地，加上接替Ernst Mach的工作失敗，Ludwig Boltzmann越發痛苦.他的精神世界可以看做一個封閉系統，根據熵增加原理孤立系統的熵會不斷增長，即他的內心在不可逆轉地走向更混亂.終於他於1906年在自己鐘愛的Duino停止了偉大的思考，這直接催生了“普朗克法則”：“一個新的科學真理照例不能用說服對手，等他們表示意見說‘得益匪淺’這個辦法來實行.恰恰相反，只能是等到對手們漸漸死亡，使得新的一代開始熟悉真理時才能貫徹.”

“也許我的時代尚未到來，但就現實來說，它確已結束”（Sigmund Freud）

“行偉大之思者，致偉大之迷誤”（Martin Heidegger-馬丁·海德格爾）

“一生中大部分時間花在統計力學上的Ludwig Boltzmann，1906年自殺身亡.艾倫菲斯特繼續了這項研究，但也以類似方式而死。現在輪到我們了…...”（古德斯坦）

Rudolph Clausius（克勞修斯）、William Thomson等人意識到熱力學第二法則暗示著宇宙會歸於熱寂，開創統計力學的Ludwig Boltzmann無法迴避熱寂說.

作為世界上最普遍和深刻的概念，能和熵在統計力學中由機率而密切地聯繫在一起，被真正得到理解.時光之矢預示著熵永不停息地增加，能絕望地做著無力的抵抗.雖然耗散結構可以短暫地在局部逆轉，但換來的是更大範圍內的熵增，熱寂不可阻止.作為科學史上最令人絕望痛苦的公設，熱力學第二法則描繪了一個最可怕的未來，並在科學家們心中產生一個趕不走的噩夢.他們一個個前仆後繼的用自己的生命和和所有來對抗這個噩夢，悲劇從一開始就已注定.

Ludwig Boltzmann的一生是悲劇性的，他希望為大家驅除夢魘，但由於走了一條超越時代的路而不為人所理解.因此，他與歷史上的科學家們都不同，他幾乎只有“敵人”，僅有的朋友還不完全贊同他.Ludwig Boltzmann是不幸中的不幸，他所做的被“惡意”解釋了.正因為如此，他的工作才顯得那么的難以置信.最後他放棄了，他累了，但他不經意間的小發現卻給後人帶來一絲曙光.