一百九十一 【熵】 (第1/2页)
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“为什么？”许多人不禁问道，“这并不违背能量守恒定律。”
“是的，第二类永动机并不违背能量守恒定律，但它却违背了另一条定律。”马哨停顿了一下，“这条尚未被明确的定律正是我今天的演讲主题——热力学第二定律。”
他说的是“尚未被明确”，而非“尚未被发现”。
与其它学科相比，热力学的发展似乎更接近于渐进式。比如能量守恒定律，部分科学家早就隐约意识到了，只是最近几年才被明确下来。
热力学第二定律也是，一些敏锐的物理学家同样已经隐约意识到了这条定律的存在，只是说不清楚，隔着一层薄薄的窗户纸。
此时的物理学家们只要再回头仔细审视卡诺定理，就不难意识到热力学第二定律的存在。
事实上，在原本的历史中，两三年之后，在重新审视卡诺定理之后，克劳修斯和开尔文就会分别给出他们对这条定律的理解。
而如今，克劳修斯和开尔文显然没有这个机会了，马哨会把热力学第二定律讲个通透。
“第二定律？”法拉第不禁说道，“听上去很有意思。”
马哨说：“第一定律告诉我们，能量不生不灭，而只能被转移，而第二定律讲的则是能量转移的规则——能量并不能随意地转移。”
“大自然对我们的限制总是比我们想象得要多。”他插了一句。
“关于这种规则，直白地讲，就是不可能把热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。”
“在知道了热力学第一定律之后，我们回头看看卡诺定理，不难发现，热力学第二定律其实是卡诺定理的前提，只有它成立，卡诺定理才能成立……”
台下议论纷纷。
能量守恒定律告诉人们，热和功是等价的，可以互相转化，而卡诺定理描述的热和功却并不完全相同，功可以完全地转化为热，反之却不行。
如果能量守恒定律和卡诺定理都没错，那么显然，还需要另一条定律来支撑这个体系，也就是热力学第二定律——能量虽然可以互相转化，但却有方向的限制。
这个道理并不复杂，经马哨这一说，很多物理学家都明白过来。
“原来如此！”
“一点都没错，如果没有这条定律，卡诺定理就无法成立了。”
“这确实意义关键，绝对可以算是热力学第二重要的定律。”
“该死，前不久我也注意到了这个问题，可是我居然没有细想！”有几个物理学家懊恼不已，“上帝啊，我错过了什么！”
“他可真是个幸运的家伙！”一些人看着台上的马哨，不禁酸溜溜地说道。
显然，他们认为发现热力学第二定律是运气使然。
这倒也没错，如此粗糙叙述的物理定律确实没什么技术含量，难以让人心服口服。
于是马哨继续说道：“当然，这只是一个粗糙的描述，它看上去不像是物理的定律，而像是哲学的格言。”
“就像牛顿的著作，物理是哲学和数学的结合……因此，为了使它成为真正的物理定律，我们需要用数学语言进行阐述，我们要引入一个可以计算的概念——熵。”
“熵？”台下的人们一头雾水，尝试重复这个拗口的名字。
马哨没有使用他前世所知的熵的英文名，而是用了阿帕奇语里的“原劫”，灵谕教的宗教术语，英国人自然会觉得拗口。
“这是个阿帕奇词语，意思是‘原始的劫难’，类似原罪。”他解释道，“事实上这确实也是一个宗教词语，我的族人为这个词语赋予了一些宗教概念。”
“阿帕奇人信奉什么宗教？”人们难免感到好奇。
于是马哨先是大致介绍了一下灵谕教，然后话锋一转：“当然，我并不是很提倡宗教，我一直在建议人们遵循更理性的思维方式……不管怎么说，至少在这里，一场物理学会议上，我们还是少谈些宗教话题吧。”
毫无疑问，马哨描述的宗教勾起了人们的好奇心，这也是他想要的。
但他没有多说，毕竟他不能做传教士，眼下也不是传教的场合。
“在这里，原劫或者说熵，是一个纯粹的物理上的概念。熵的内涵很复杂，从几年前想到它，一直到现在，我对它的理解不断被修正。”
“首先，我们来回顾卡诺的工作。”
说着，马哨再次转过身，在讲台后面的黑板上写下一些公式。
“我们可以对任意热循环过程做微分，将其约化为由大量卡诺热机叠加而来的热循环过程。接下来，根据卡诺的结论，我们得到这个结果……”
