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李星阑忽然伸出右手,修长的手指触及陈铬的衣襟:“用比喻来说明这些问题并不恰当,但非常形象。”
陈铬呼吸一滞,莫名其妙,连心跳都漏了半拍。
李星阑的手指向下滑动,摘出陈铬插在领口的那支茱萸。
他的手一离开,陈铬的心跳陡然增速,脸色潮红。
李星阑用石子在泥地上画了一个正方形,摘下九颗红色的茱萸果,仍在地上,说:“这些果子的排列杂乱无序,并且一直在滚动。
如果我问你其中一颗在哪里,不同的时刻会得到不同的回答。
它们的分布很不均匀,而这种不均匀的分布状态有无数种。”
陈铬小心翼翼地点头,像个被老师开小灶补习的吊车尾。
李星阑将茱萸果整齐排放,三颗一行,横竖各三列,说:“现在他们按照顺序排好了,你能准确地对任何一颗果子的位置进行描述,比如说这个,第二列第二排。
在这个正方形里,只有这一种排列方式是最均匀的。”
陈铬点头,竟然明白了一点:“分布不均匀,主观上让人觉得很混乱,所以我们说的混乱程度,就是第一种情况下的所有可能,就是熵?它是一个数值。”
“聪明,虽然不准确,但很接近了。”
李星阑虽然否定了他的答案,却用了一种鼓励式的语气,继续说:“所有可能状态的总数,叫微观状态数。
在统计热力学里,熵是随着微观状态数增加的一个函数。”
陈铬:“终于听懂了一句话!
一个函数,不是一个数。
那为什么熵是增加的?”
李星阑把果子们弄乱,拿起一颗,放到另一个位置上,再拿回来:“在这个正方形的封闭系统里,有两种随机过程,你可以简单地理解成两种运动方式。
一种是可逆的,我把它拿出去,再放回原来的位置,跟一开始相比完全没有任何变化。”
他把其中一颗果子剥成两半,说:“另一种是不可逆的,我把它掰开,你没办法让它们再粘回去。”
陈铬:“明白,可逆的过程对这个系统不造成任何影响。
不可逆的过程,增加了可能性,让微观状态数增加了,所以熵也增加。
但是我们不能把果子粘回去,所以熵只会增加,不会减小。”
李星阑把两半果子重新拼在一起,放到它原来的位置:“对,你的思路很清晰。
如果我们让时间原原本本地‘反演’,假设这两半果子按照原先的轨迹退回去,再完全融合在一起,变回了原来的状态。
他们的粘合需要动力,动力从何而来?这其实仍然是熵的增加,即使表面上看似时间倒流,但一切都已经不同了。
结论就是:熵对于时间的流动而言是一个参考坐标,基于熵只能不断增加的事实,时间箭头只有一个方向。”
陈铬:“好像有点明白了,即使让一切按照过去的轨迹倒着发生,时间箭头所指的方向并未改变。
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