宇宙熵增原理
本文接上一篇文章《熵增原理简史(一)》,继续坚持不断:
二、宇宙熵。
前面文章《宇宙外面的奥秘》一文中指出,宇宙是物质的,物质以质能的形态存在、以时空的形式运动、以信息的方式表现。
所以宇宙熵,也就是万物熵,万物熵是物质熵的总效应;而物质熵包括,物质存在熵、物质运动熵和物质信息熵。
存在熵指,物质可能以质量的形态存在,质量可以存在各种各样的物体形式;物质还可能以能量的形态存在,能量也存在不同的形式。
运动熵指,物质的运动具有多样性,运动的时空具有可变性。
信息熵指,物质的信息可能是隐性,也可能是显性;体现出来的信息,具有多样性。
三、宇宙熵增原理。
1.宇宙遵守熵增原理。
宇宙虽然是无限的,但它是一个运动的孤立系统。所以热力学第二定律,适用于宇宙万物;也就是说,宇宙的运动发展,遵守着熵增原理。
即使宇宙万物,遵守熵增原理;但那也是遵守,更普遍、更广义的熵增原理。
我们上面说的熵增原理,只不过是宇宙熵增原理的一个特殊情况;二者是特殊与一般、部分与整体的关系。
热力学第二定律的本质,是熵增原理。但是我们常常说的熵增原理,只能适用于,由大量微粒构成的系统。其微粒之间,相互作用的合效果忽略不计;以及系统是,有限范围内的宏观过程。
它不适用于,少量的微观体系;也不适用于,无限的宇宙;更不适用于,万有引力影响大的系统。
所以要把热力学第二定律,推广到宇宙万物之上;就要把熵增原理,扩展到更广义的概念。
2.广义熵增原理:一个孤立系统,其总熵不会减少,即△S≥0。这个孤立系统,没有物质多少的限制,也没有无限性的限制,更没有相互作用的限制;即只要是,孤立系统就足以。
系统的熵,指系统的物质熵,其包括物质的存在熵、运动熵和信息熵。
在一个孤立系统内,物质存在和运动趋于时空等概率性,物质之间性能趋于求同性,系统时空趋于同化性;即一个孤立系统,其系统趋于微观同化、宏观平衡的,混乱度最大化。
3.宇宙是一个孤立的可逆过程,所以从宇宙历史的长河角度看,宇宙熵增为零,即△S=0。
上面说,宇宙熵就是,宇宙中所有物质熵的体现。下面就以物质熵,从三个方面加以说明,宇宙熵增原理:
第一,从宇宙发展的整体来说,宇宙的熵增为零。宇宙从奇点大爆炸,到膨胀最大,再由最大收缩到奇点;其总的熵变为零。
第二,宇宙膨胀阶段,宇宙的运动熵和存在熵,都在增大;而宇宙的信息熵,在减少。
第三,宇宙收缩阶段,宇宙的运动熵和存在熵,都在减少;而宇宙的信息熵,是在增加。
宇宙存在熵和运动熵的变化容易理解,因为随着宇宙空间的膨胀,物质运动的时空性增大,物质的质能性更混乱;奇点中,物质的存在熵和运动熵,都处于最低性。
但是,奇点的信息熵最高。为什么是这个样子呢?
4.奇点信息熵最大。
膨胀的宇宙,即使有丰富多彩的情况,但是它只有一个总的信息——膨胀;同理,收缩中的宇宙,其总信息就是收缩。
但奇点,同时具有收缩性和膨胀性。如果我们,从奇点前期的宇宙时空看,奇点就具有收缩性;如果我们,从奇点后期的宇宙时空看,奇点就具有膨胀性;如果就奇点本身来说,它具有收缩膨胀二象性,简称敛散二象性,除此之外,它还具有信息全息性。
另外,奇点也具有膨胀和不膨胀两种可能性;以及以不同方式膨胀,形成不同宇宙时空的可能性。
所以,奇点的信息熵为最大。
膨胀的宇宙,越来越远离奇点状态;而收缩的宇宙,越来越接近奇点状态。所以膨胀的宇宙,信息熵减少;收缩的宇宙,信息熵增加。
5.根据熵增原理,得出宇宙的演化。
从熵增原理得出,宇宙时空是这样演化的过程:奇点——膨胀——收缩——奇点。以此循环往复,进行着运动变化的。
这只是从熵增原理,叙述宇宙演化的过程;而宇宙发展变化的具体根源,要从物质的起源、性能,以及物质之间的关系来诠释。由于这是一个相当复杂,而又极其深奥的知识体系;所以需要在未来专属的文章里,慢慢呈现。
广义熵增原理
综上所述:
第一,熵即物质熵,是指物质的混乱度;其包括物质的存在熵、运动熵和信息熵。
第二,熵增原理,就是指一个孤立系统,其总的熵是不会减少的;即△S≥0。
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