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宇宙的终极末日形态——热寂
对于宇宙的终极形态,开尔文和鲁道夫·克劳修斯这两位热力学的主要奠基人都认为宇宙必将达到热平衡状态,也即热寂状态,而这一猜想也被称为“热寂说”。之后,随着物理学的进一步发展,热寂说认为宇宙达到热寂状态后,宇宙中的物质将全部转化为铁元素,或者衰变为光子和轻子。之后,热寂宇宙也可能因为零点能作用产生大撕裂,甚至产生新的宇宙大爆炸。
物理学的第三只神兽
这是物理学界的第三只神兽,名为妖,其它三只为芝诺的乌龟、拉普拉斯妖和薛定谔的猫,分别对应微积分学、经典力学和量子力学三大学问。
当年,大物理学家克劳修斯在热力学第二定律的基础上提出了热寂论,认为热量不能自发地从低温物体转移到高温物体,宇宙作为一个孤立系统同样如此,因此最终达到一个温度处处相等的热平衡状态,宇宙的未来将注定是死寂的永恒。
不过,大物理学家对此表示反对,他隐约意识到宇宙中存在着一个与熵增理论相抗衡的能量控制机制,但又无法清晰说明,于是设计了一个思维实验:
一个温度均匀充满空气的绝热容器,中间有一个隔层,隔层上有暗门,暗门由一只悉知容器中所有分子速度的妖精掌控,这只妖精能够智能地开关暗门,控制运动快的分子向一侧运动,而运动慢的分子向另一侧运动,最终达到形成温差,实现熵减。
后来,人们将实验中控制暗门的这只妖精称为妖。
不过,很可惜,这个理论自提出之日起就招到物理学界的普遍反对,其中最有名的反驳者是列奥·西拉德,他在1929年指出如果这只妖精真正存在,那么它观察分子速度及获取信息的过程必然产生额外的能量消耗, 产生熵。