主题：熵的世界观之一—物理学部分 -- 钛豌豆

在自然过程的庞大工厂里，熵原理起着经理的作用，因为它规定整个企业的经营方式和方法，而能原理仅仅充当簿记，平衡借方和贷方——REmden

1．从永动机说起

人人都知道永动机是不存在的,但这是为什么呢?大家大概都会回答能量守恒定律.然而有一类永动机并不违反能量守恒定律.比如,若有办法不以任何代价使处于环境温度的水稍微降低一点温度,把所释放出的能量全部拿来作功。，这就是一种永动机,因为它所提供的能量实际是用不完的.我们凭着直觉就知道这是不可能的.但是物理学家不能用直觉来解释世界,所以他们引入了熵这个概念.

物理学家的解释是,能量不仅有数量上的改变,而且有质量上的改变,即能量退降（degradation of energy）.能量 和纸币一样是会贬值的. 贬值的纸币不能购买与先前同样的实物,而贬值的能量不能作与先前同样的有用功.上文提到的永动机不能实现,就是因为单一热源提供的能量是贬值的.所谓熵,就是能量贬值的程度.熵值越大,能量贬值越厉害, 能作的有用功越少.能量能作出多大比例的有用功，由它的状态决定（关于熵的一些知识:熵是态函数,即熵值只与物质的状态有关. 熵的定义是热温比，即ds／dt）。

2．太阳的意义。

我们知道太阳对我们意义重大，但究竟有多重大呢？就是说应该怎样量度太阳对我们的意义？如果说用能量来量度，那么就有如下问题：从长期来看，地球的能量收支是平衡的，从太阳接受多少能量，就辐射掉多少；否则地球就会变得越来越热或是越来越冷。那么，让我们想象以下几种情况：太阳给予地球双倍能量，地球同时散发双倍能量以保持平衡；太阳给予地球一半能量，地球同时散发一半能量以保持平衡；太阳表面温度升高1000摄氏度，但给予地球能量不变；太阳表面温度降低1000摄氏度，但给予地球能量不变；这几种情况下，地球的能量总收支都是一样的，那么地球是不是基本保持原状不变呢？不是。实际上，真要这个变法，地球非天翻地覆不可。

因为这几种情况下虽然能量收支大致相等，熵收支却大不一样。熵的定义是热温比，即热量除以温度之熵。设地球吸收太阳辐射的功率是w，太阳表面平均温度为T，地球上层大气平均温度为t；则地球每秒获得的熵就是

W（1／T－1／t）

可以看出，在以上的几种假设中，这个式子的结果是差别很大的。那么，这个差别有何意义呢？意义很大。因为“生命之所以能存在，就在于从环境中不断得到‘负熵’”。而生物得到的负熵归根结底是来自太阳，至少至今为止是。那么，太阳给予地球多少负熵当然事关重大。

写这些文字的原因主要是想印证一下自己的观点，请大家多指教。

• ※ 西河文萃 第25期 2009年8月11日 ※中