淺議：熵增原理簡(jiǎn)史（二）

宇宙熵增原理

本文接上一篇文章《熵增原理簡(jiǎn)史（一）》，繼續(xù)堅(jiān)持不斷：

二、宇宙熵。

前面文章《宇宙外面的奧秘》一文中指出，宇宙是物質(zhì)的，物質(zhì)以質(zhì)能的形態(tài)存在、以時(shí)空的形式運(yùn)動(dòng)、以信息的方式表現(xiàn)。

所以宇宙熵，也就是萬(wàn)物熵，萬(wàn)物熵是物質(zhì)熵的總效應(yīng)；而物質(zhì)熵包括，物質(zhì)存在熵、物質(zhì)運(yùn)動(dòng)熵和物質(zhì)信息熵。

存在熵指，物質(zhì)可能以質(zhì)量的形態(tài)存在，質(zhì)量可以存在各種各樣的物體形式；物質(zhì)還可能以能量的形態(tài)存在，能量也存在不同的形式。

運(yùn)動(dòng)熵指，物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)具有多樣性，運(yùn)動(dòng)的時(shí)空具有可變性。

信息熵指，物質(zhì)的信息可能是隱性，也可能是顯性；體現(xiàn)出來(lái)的信息，具有多樣性。

三、宇宙熵增原理。

1.宇宙遵守熵增原理。

宇宙雖然是無(wú)限的，但它是一個(gè)運(yùn)動(dòng)的孤立系統(tǒng)。所以熱力學(xué)第二定律，適用于宇宙萬(wàn)物；也就是說(shuō)，宇宙的運(yùn)動(dòng)發(fā)展，遵守著熵增原理。

即使宇宙萬(wàn)物，遵守熵增原理；但那也是遵守，更普遍、更廣義的熵增原理。

我們上面說(shuō)的熵增原理，只不過(guò)是宇宙熵增原理的一個(gè)特殊情況；二者是特殊與一般、部分與整體的關(guān)系。

熱力學(xué)第二定律的本質(zhì)，是熵增原理。但是我們常常說(shuō)的熵增原理，只能適用于，由大量微粒構(gòu)成的系統(tǒng)。其微粒之間，相互作用的合效果忽略不計(jì)；以及系統(tǒng)是，有限范圍內(nèi)的宏觀過(guò)程。

它不適用于，少量的微觀體系；也不適用于，無(wú)限的宇宙；更不適用于，萬(wàn)有引力影響大的系統(tǒng)。

所以要把熱力學(xué)第二定律，推廣到宇宙萬(wàn)物之上；就要把熵增原理，擴(kuò)展到更廣義的概念。

2.廣義熵增原理：一個(gè)孤立系統(tǒng)，其總熵不會(huì)減少，即△S≥0。這個(gè)孤立系統(tǒng)，沒(méi)有物質(zhì)多少的限制，也沒(méi)有無(wú)限性的限制，更沒(méi)有相互作用的限制；即只要是，孤立系統(tǒng)就足以。

系統(tǒng)的熵，指系統(tǒng)的物質(zhì)熵，其包括物質(zhì)的存在熵、運(yùn)動(dòng)熵和信息熵。

在一個(gè)孤立系統(tǒng)內(nèi)，物質(zhì)存在和運(yùn)動(dòng)趨于時(shí)空等概率性，物質(zhì)之間性能趨于求同性，系統(tǒng)時(shí)空趨于同化性；即一個(gè)孤立系統(tǒng)，其系統(tǒng)趨于微觀同化、宏觀平衡的，混亂度最大化。

3.宇宙是一個(gè)孤立的可逆過(guò)程，所以從宇宙歷史的長(zhǎng)河角度看，宇宙熵增為零，即△S＝0。

上面說(shuō)，宇宙熵就是，宇宙中所有物質(zhì)熵的體現(xiàn)。下面就以物質(zhì)熵，從三個(gè)方面加以說(shuō)明，宇宙熵增原理：

第一，從宇宙發(fā)展的整體來(lái)說(shuō)，宇宙的熵增為零。宇宙從奇點(diǎn)大爆炸，到膨脹最大，再由最大收縮到奇點(diǎn)；其總的熵變?yōu)榱恪?/p>

第二，宇宙膨脹階段，宇宙的運(yùn)動(dòng)熵和存在熵，都在增大；而宇宙的信息熵，在減少。

第三，宇宙收縮階段，宇宙的運(yùn)動(dòng)熵和存在熵，都在減少；而宇宙的信息熵，是在增加。

宇宙存在熵和運(yùn)動(dòng)熵的變化容易理解，因?yàn)殡S著宇宙空間的膨脹，物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)空性增大，物質(zhì)的質(zhì)能性更混亂；奇點(diǎn)中，物質(zhì)的存在熵和運(yùn)動(dòng)熵，都處于最低性。

但是，奇點(diǎn)的信息熵最高。為什么是這個(gè)樣子呢？

4.奇點(diǎn)信息熵最大。

膨脹的宇宙，即使有豐富多彩的情況，但是它只有一個(gè)總的信息——膨脹；同理，收縮中的宇宙，其總信息就是收縮。

但奇點(diǎn)，同時(shí)具有收縮性和膨脹性。如果我們，從奇點(diǎn)前期的宇宙時(shí)空看，奇點(diǎn)就具有收縮性；如果我們，從奇點(diǎn)后期的宇宙時(shí)空看，奇點(diǎn)就具有膨脹性；如果就奇點(diǎn)本身來(lái)說(shuō)，它具有收縮膨脹二象性，簡(jiǎn)稱斂散二象性，除此之外，它還具有信息全息性。

另外，奇點(diǎn)也具有膨脹和不膨脹兩種可能性；以及以不同方式膨脹，形成不同宇宙時(shí)空的可能性。

所以，奇點(diǎn)的信息熵為最大。

膨脹的宇宙，越來(lái)越遠(yuǎn)離奇點(diǎn)狀態(tài)；而收縮的宇宙，越來(lái)越接近奇點(diǎn)狀態(tài)。所以膨脹的宇宙，信息熵減少；收縮的宇宙，信息熵增加。

5.根據(jù)熵增原理，得出宇宙的演化。

從熵增原理得出，宇宙時(shí)空是這樣演化的過(guò)程：奇點(diǎn)——膨脹——收縮——奇點(diǎn)。以此循環(huán)往復(fù)，進(jìn)行著運(yùn)動(dòng)變化的。

這只是從熵增原理，敘述宇宙演化的過(guò)程；而宇宙發(fā)展變化的具體根源，要從物質(zhì)的起源、性能，以及物質(zhì)之間的關(guān)系來(lái)詮釋。由于這是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜，而又極其深?yuàn)W的知識(shí)體系；所以需要在未來(lái)專屬的文章里，慢慢呈現(xiàn)。

廣義熵增原理

綜上所述：

第一，熵即物質(zhì)熵，是指物質(zhì)的混亂度；其包括物質(zhì)的存在熵、運(yùn)動(dòng)熵和信息熵。

第二，熵增原理，就是指一個(gè)孤立系統(tǒng)，其總的熵是不會(huì)減少的；即△S≥0。

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