第一〇七章 膨胀

第一〇七章 膨胀 (第2/2页)

‘在孤立系统中，热量只能从高温物体转移到低温物体，而无法自发的逆向转移’，表现在系统的熵值上，只能增大，而绝对无法自行减小；
　　
　　道理是这样没错，但，年轻人；
　　
　　你还记得物理课本上‘孤立系统’的定义吗。”
　　
　　“孤立系统……”
　　
　　和孤立系统有什么关系呢，方然随口便答，这些基础概念他很扎实：
　　
　　“定义上讲，是一类与外界不存在任何物质、或能量交换的系统，在分析热力学问题时，孤立系统无需考虑外界的影响。”
　　
　　“正是如此。
　　
　　在一百多年前，路德维希*玻尔兹曼先生在研究时，就敏锐的指出，热力学、统计物理学的研究前提，必须对系统进行精确的分类；
　　
　　热力学第二定律的所谓‘热寂’，很明显，只对孤立系统才成立，但是……”
　　
　　“但是，宇宙本身，难道不是一个孤立系统吗。”
　　
　　孤立系统，和许许多多的物理概念一样，都是凭空设想、而非真实存在的物理模型，不过方然记得，物理教师的确说过，根据人类现有的认识，可以把宇宙看成一个孤立系统，因为在不断膨胀的宇宙之外，“什么也没有”。
　　
　　宇宙以外，什么都不存在，这看似十分符合孤立系统的定义。
　　
　　中学时代的物理教育，不甚系统，进入伯克利后一直学习的物理，也偏重于实用，方然对“宇宙是孤立系统”的认识也没有更新，直到现在，藉由理查德*费曼之口，他才忽然间意识到，热力学定律并不能直接套用到所谓“孤立”的宇宙身上。
　　
　　“是的，将宇宙看做一个孤立系统，这并没有问题。
　　
　　但、年轻人，你就没考虑过，这孤立系统的行为和书本上描述的大有区别、并不适用热力学第二定律吗？
　　
　　原因很浅显，这系统，它的空间尺度可是一直在变化的，因为时空本身，就来自于宇宙大爆炸、和其后的持续膨胀啊。”
　　
　　“是……是这样吗。”
　　
　　一语中的，方然的知识储备让他理解了费曼教授的思路，皱眉思考片刻，好像还真的是这样。
　　
　　宇宙，和理想情况下的孤立系统，区别究竟在哪，在于宇宙本身就蕴含着时空的概念：持续膨胀的宇宙，虽然与未可知的外界没有任何物质、或能量的交换，本身占据的空间却越来越大，其行为，也必然与寻常的孤立系统迥异。
　　
　　一般意义上的孤立系统，定义上，着眼的是物质和能量。
　　
　　至于体积上的改变，倒不是无法研究，而是万变不离其宗，并不影响热力学的结论。
　　
　　譬如气缸，其容积可以随活塞的运动而变，进而导致整个系统的熵变化，当容积扩大时，从气缸空间的总体上考虑，熵值的上限，显然会因为空间的增大而提高。
　　
　　但这种变化，早晚会往复循环，一次次回到起点，容积持续扩张、趋势永远不变的气缸是荒谬的。
　　
　　但宇宙，却恰恰就是如此。