S=k×LnΩ (8)
其中,Ω为系统分子的状态数,k为玻尔兹曼常数 。
玻尔兹曼熵函数将系统的宏观物理量S与微观物理量Ω联系起来,成为联系宏观与微观的重要桥梁之一 。这样就可以得出结论:系统的熵值直接反映了它所处状态的均匀程度,系统的熵值越小,它所处的状态越是有序,越不均匀;系统的熵值越大,它所处的状态越是无序,越均匀 。系统总是力图自发地从熵值较小的状态向熵值较大的状态转变,也就是从有序走向无序的状态,这就是熵增定律的微观物理意义 。
1900年10月,马克斯·普朗克将维恩定律加以改良,又将玻尔兹曼熵公式重新诠释,得出了一个与实验数据完全吻合的普朗克公式来描述黑体辐射 。他将物体中的原子看作微小的量子谐振子,并假设这些量子谐振子的总能量不是连续的,即总能量只能是离散的数值(经典物理学的观点恰好相反) 。自此,对黑体辐射的研究打开了量子力学的大门 。
万物负阴而抱阳 假如老子也研究过黑体辐射与熵增原理,2000多年前的老子只能用“万物负阴而抱阳,冲气以为和”这样的句子来表述,毕竟古人的话语环境跟现代人有很大区别,我们理解古人说的话可能比现在中国人理解外国人说的话还要困难 。笔者尝试用老子的这句话来解释黑体辐射与熵增原理,看看老子的这句话是否有着深刻的科学内涵 。
- 第一,老子这句话揭示了它说的是一个普遍的规律,万事万物都要遵守的规律,所以有“万物”这个限定词 。
- 第二,老子这句话揭示了万物都有两种状态—阴和阳,它们是两种不同的行为状态,阴阳不是从属于万物的属性,下面会详细解释 。
- 第三,老子这句话揭示了万物的阴阳这两个状态不是孤立的,它们之间是有联系的,“冲气以为和”,下面会详细解释 。
- 第四,由第二和第三可以推论,万物不是由阴阳组成,阴阳不是组成万物的物质 。老子说“道生一,一生二,二生三,三生万物” 。
- “负”—背负、肩负、担负,在身上不能马上放下来的东西,引申为负责任,尽心尽力的做好工作 。
- “抱”—本意是用手臂围住,注意不是用手抓,而是用手臂围住,可以引申为结合在一起,比如抱团、抱拳 。
一群妇女走在路上,有的身上背着婴儿,有的手里抱着一两岁的小孩子,有的身边跟着会走路的大孩子 。
文章插图
妇女抱小孩
婴儿太小,必须时刻背在身上,两岁的孩子还是比较小走不动了需要抱着,抱一会儿再放下,五岁的孩子自理能力强了不需要背着也不需要抱着,跟在身边就行了 。也许这个例子只是这些妇女一生中的一个场景,等她最小的孩子大点了,就不需要背着了,抱着或者让他自己走路也可以 。
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