克劳修斯︰宇宙的尽头，难逃死寂

作者｜01哲学团队

到底从事科学有没有危险性﹖有人说从事科学就有一定危险性，就例如诺贝尔在研发炸药期间，就发生失误，让弟弟及其他四人炸死。不过我们可以把这个逻辑推演至极端，如果你有一天发现了一个伟大的科学定律，而这个理论一点也不讨人喜欢，因为它预测宇宙不断发展，到最终会走向一片死寂，人类完全没有半点机会可以逃脱这个厄运，你会怎样想呢﹖换个浪漫一些的说法，我们发现了自然的定律或上帝的计划，结果可能不是一件值得高兴的事。

现在摆在我们面前有一件好事和一件坏事。坏事是这个定律是存在的，而好事是的确有人发现了这个定律，而这个发现使他成为一位伟大的科学家。克劳修斯（Rudolf Clausius）是德国著名的物理学家、数学家，他是热力学的主要奠基人之一，他出生在1822年的今天，他在科学史上的重要贡献，在于明确地指出了大名鼎鼎的热力学第二定律，以及提出了“熵”（Entropy）这个概念。

热力学第二定律

克劳修斯的热力学第二定律是现代物理学的重要基础，它的表述方式并不单一，可以随著视角和语境的不同，而有著不同的表述方式。最简单地说，这第二定律指出热量只能由高温物体流向低温物体，例如当你把一件温度高的物体放在一件温度较低的物体旁边，热量会由温度高的物体那边流向温度较低的物体那边，而不会相反。

这个热力学定律还有另一个表述，克劳修斯认为所谓热量，表示的其实是混乱度或熵的程度。什么是“熵”﹖“熵”其实是指能量在空间中分布均混乱的度量，例如一队玩具兵被整齐地放在地上，熵值就较低，而如果它们不幸地被扔在地面上，乱作一团，毫无秩序和排列，此时我们可以说那里的熵值较高。而这个表述看似平平无奇，但它同时作出了一个惊人的描述︰宇宙的熵值会不断增大。如果我们把熵值看作是混乱的指标，这个概念就表示宇宙会由有序趋向无序。有机体，即是我们所理解的生命体，本身是一种有序的生命体。从微观而言，人的身体各部分整齐有序、彼此分工协作、支撑整个身体，例如呼吸空气、生长肌肉组织等等。从宏观方面而言，人又能够建立有序的组织，例如社会。所以东西都看似整齐有序，但热力学第二定律指明这些有机体的发展，最终都会归于消亡，生命本身即是对抗混乱，抗熵的过程，但这个抵抗最终是无望的。

更具体而言，如果我们从可利用的能量这个方面来看，宇宙存在众多可供人们有效利用的能量，例如石油、太阳能、煤炭等等。人们利用这些能量，转换它们的能量形式，释放它们的动能和化学能以达到某些目的，例如烧煤可以推动火车、核能可以发电等等。如此一来，当它们被用来达到某个目的后，会产生再无法加以利用的“废热”，这些“废热”不可能再被利用。随住时间慢慢推移，整个宇宙所拥有的废热，亦即是宇宙的熵值会不断增加，最后整个宇宙趋于一片热的死寂，这个状态就被称为“热寂”（heat death of the universe）。

没有人能逆转熵值

生命本身即是一个不断由无序中产生出有序的过程，但这个努力在第二定律下被证明最终是徒劳的。宇宙中的发展并不如人们所想是一种循环、更新，并向著多个方向发展的；宇宙是线性的，向著一个不可逆转的局面前进。曾经有人认为，宇宙中存在一些不服从熵值增加的情况，例如人类文明的愈发展，社会组织就愈趋于复杂、有机和有序。不过假若我们从一个更宏观的角度加以考虑，人类文明发展至今仅有五千年，谁能保证它可以在一个更长的时间过程中存活下来呢﹖况且自然资源的储量有限，人类有可能找到更多新的能源吗﹖而且一旦人们利用能源，又必定会释出相应的热量，这代表宇宙的熵值又增加。终究在这个宇宙中，永远都是有入，就必有出。

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