Финал вселенной: неизбежное упадок
В великой драме термодинамики Вселенная, похоже, приговорена к некоему «финальному безмолвию».Второй закон термодинамики (понятие)раскрывает тревожный факт:Изолированная система не может иметь уменьшения энтропии, то есть будет самопроизвольно эволюционировать в сторону однородной беспорядочности и разрушения структуры.Это означает, что в мире без внешнего воздействия упорядоченные конструкции рухнут в руины, а движущаяся энергия станет спокойной, как мёртвая вода. Эта самопроизвольная траектория эволюции в конечном итоге приведёт к состоянию «теплового хаоса», то есть полному распаду структуры.
Жёсткие правила границ: классификация систем
В термодинамике строго различают открытость или закрытость системы: если обмен возможен только с энергией, но не с веществом, такую систему называют замкнутой, а если обмена ни с веществом, ни с энергией нет — изолированной.
- Изоляция системы: абсолютная изоляция,一个与环境完全隔离的系统,事实上总是要自发走向无组织无序的。
- Замкнутая система: остаётся только энергетический обмен, ноСистема, полностью не открытая, то есть замкнутая, обязательно достигнет состояния теплового хаоса, то есть перейдёт в равновесие.
Противотечение жизни
Однако, когда мы рассматриваем жизнь, мы обнаруживаем поразительное исключение. От одноклеточных до человека, сложность, организованность и порядок жизни за миллиарды лет не только не разрушились, но даже стали ещё более изощренными. Это называется «парадокс порядка»: если физические законы предсказывают разрушение и хаос, как же жизнь смогла воздвигнуть столь величественный город порядка среди пепла? В этой главе мы раскроем физическую основу этого чуда против энтропии.