什么是熵增定律？

今天阅读格格的《榨书：主动成长的高回报读书法》中，格格在第五章第3节中提到：

物理学中，有一个“熵增定律”，大意是说，在一个封闭环境中，任何事物必然从有序到无序，直至死亡。任何封闭系统，最终的命运是走向死亡。

这里出现了一个新的概念：熵增定律。007创世人覃杰在写作成长课中说过：

学一个概念，就要搞清楚这个概念。

于是我想搞清楚什么是“熵增定律”，这里涉及到三个概念：

1.什么是熵？

“熵”这个概念是由德国物理学家“克劳修斯”提出的，最初被用来描述“能量退化”的物质状态之一。其物理意义是体系混乱程度的测量。“熵”的本质是一个系统“内在的混乱程度”。

这让我想到一句歇后语：热锅上的蚂蚁——团团转。

假设有一只锅，涂了点蜜糖，吸引了一群蚂蚁爬进来。你会发现这群蚂蚁通常都是井然有序地排成一条长队，然后围着蜜糖进行搬运。

如果这时候有人开始加热这只锅，你会发现随着温度地不断升高，蚂蚁群开始从井然有序的长队，变成慌不择路的混乱；随着温度的不断升高，这种混乱程度也会不断增加，被烧昏了头的蚂蚁们开始在热锅内团团转。当然，当温度高到一定程度，蚂蚁们可能就一动不动，甚至到最后蚂蚁们被烧成了灰，最终变成灰飞烟灭。

这时候在这个锅内，蚂蚁们的混乱就可以用“熵”来表示。混乱程度越高，熵值越大。而当蚂蚁们被烧到一定程度，每一个蚂蚁爬行的速度达到最高，这个锅内的混乱程度达到最高，熵值最大。

2. 什么是熵增？

熵增表示一个系统从相对有序的状态向相对无序的状态的演变。

物理学定义：熵增过程是一个自发的由有序向无序发展的过程。

热力学定义：熵增加，系统的总能量不变，但其中可用部分减少。

统计学定义：熵衡量系统的无序性。熵越高的系统就越难精确描述其微观状态。

还拿热锅上的蚂蚁举例子。

不管用什么去加热，比如燃气灶，燃气灶的化学能转化为火的热能，火的热能，一部分转化为蚂蚁们的动能，一部分转化为锅的热能，还有一部分热能消散在空气中。

加热的能量=锅的热能+蚂蚁们的动能+消散的热能。

如果把这个热锅及蚂蚁看成是一个系统，那么热量总是从高温物体流向低温物体，即火的温度流向冷锅，将冷锅从冷变热。而消散在空气中的热能是没办法再利用的，并且是在不断增加的，这就是熵增的过程。

比如，一部手机，越用越卡；一双鞋子，越穿越旧；一个人，越来越老；一个房间，即便不动，也会越来越混乱，这些都是因为熵增的缘故。

这种熵增是一个自发的不可逆过程，而总熵变总是大于零。

3.什么是熵增定律？

熵增定律是对热力学第二定律的一种表达方式。

热不可能自发地不付任何代价地从低温物体传到高温物体。在一个封闭的系统内，热量总是从高温物体流向低温物体，从有序走向无序。

比如热锅：总是较高温度的火的热量传到低温的锅。

不可能制成一种永动机。因为不可能从单一热源取热，把它全部变为功而不产生其他任何影响。

比如热锅：它并不单一的向火取热，因为火需要借助燃气灶的化学能，而化学能又需要借助燃气的化学反应……

如果没有外界向这个系统输入能量的话，那么熵增的过程是不可逆的，最终会达到熵最大的状态，系统陷入混乱无序。

比如热锅：没有外界再次向这个系统输入能量的话，加热到一定程度，热锅可能就会被烧焦，最终变成灰，消散在空气中。变成灰四下乱飞的锅的状态就比一口完整的锅的状态要无序得多，要乱得多。并且灰飞的锅没办法再重新变成原始的那口锅，这个过程是不可逆的。

---