热力学熵：不够硬的铁律

我们人的一些行为是非常有趣的..

比方说，一方面，我们靠自己的手在创造自己的文明；而另一方面，我们又信奉着宗教（虽然不是所有人都如此），把我们自己所创造出来的文明归结为某种超自然存在施予的恩惠。

当然，这种超自然存在在各个宗教里是不一样的。中国传统神话里叫“玉皇大帝”，还有一个团结在他周围的神仙领导班子；希腊神话里叫“宙斯”，他则带领自己的亲戚们组成皇族内阁；佛教里是释迦牟尼，基 督教里是耶和华（也就是上帝），伊 斯 兰教里是真 主 安 拉；等等。不论人物上有什么差异，归根到底做的事都是一个，就是管着人类的一切，生老病死爱恨离别，还有立法执法犯法，还有文化民政体育，还有政治经济军事，俨然超越了地面上任何一种形式的中央集权。换句话说，在这样的认识里，没有什么不是被这些神佛定好的。中国有句古话就概括了这种状况：“冥冥中自有天注定”。当然了，对于懂科学的来说，这些神佛都是不存在的。宇宙里的事没有谁在幕后去“注定”。（我的同学之间流传过一个小笑话：若有某甲能注定宇宙的事，那谁来注定某甲的事？）不过，在科学的世界里，神佛起不了作用，但有更多东西起的作用远远超过了神佛。比方说，熵这个东西，就是其中非常有趣而内涵丰富的一个。我们不妨慢慢来走进熵的世界，去看看它是怎么代替神佛去“注定”我们这个宇宙的。

有话说，世界是靠懒人支撑的。这话不假。我们的发展史有几种精简的概括方式，其中一种就是不断寻求简单的方法去解决问题，从而把人从体力劳动、脑力劳动中都解放出来。

毫无疑问，体力劳动看起来是更加容易解决的。事实也正是如此。人类所寻求的第一个偷懒的途径，就是制造永动机。第一批构想出的永动机称为第一类永动机，就是不依靠外界输入能量而神奇地源源不断对外做功的机器。但事实是残酷的，紧随而来的着就是轰轰烈烈的大失败。无数第一类永动机被送进了公墓，最终这个公墓因骨灰堆砌而愈发肥沃的土壤里长出第一颗大树，就是被编号为“热力学第一定律”的能量转化与守恒定律：能量能从一种形式转化成另一种形式、从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递中总量保持不变。从此——具体说是1775年——法国科学院承认永动机不能制成，不再受理任何永动机方案，这也算是时代的标志了。热力学第一定律作为“铁律”，从科学、哲学等各个方面转变了人们的根本观念。

然而做人就这点好，脸皮厚，而且贼心不死。你说能量不能凭空产生吧，那我不凭空产生还不行？自然界那么多的能量，虽然说不是无限的，但远远超过人类所需了。有人做过估计，如果全世界的海水温度仅降低0.1摄氏度，释放出的能量就足够人类使用很多年；这些能量要能利用起来，那至少在能源这个问题上我们可真高枕无忧了。

在这个诱人前景的驱使下，人们又马不停蹄地又迈向第二类永动机时代。广义上讲，第二类永动机指的是一切不违反热力学第一定律、不凭空产生能量的永动机；

但事实上，第二类永动机的方案基本都归结为一种，即从单一热源吸热全部转化为有用功的热机。那么这是怎么设计的呢？很遗憾，第二类永动机的具体方案现在已经不太容易找到了，

我们只有一些比较初级的想法。例如，一辆小车以一定速度冲上路面，由于摩擦的存在，一部分动能会转化成热；然后再将这些热全部吸收回来，用小车上的热机转化成小车的动能。

这样流失的能量一直得到补充，小车不需要消耗任何额外能量，只需要一点初速度（哪怕是开车的时候人去推它），就可以一直行驶下去。

不用说，这样神奇的车子从来没有人见过，否则所有石油公司都将倒闭，中东局势也不会变得这么令人揪心。这种神奇的车子当然是造不出来的。可是它的确没有违反热力学第一定律。只能说，“铁律”在解决一些问题上是不够使了，一定还有新的定律没有被发现。