气候变化熵增

1. 全球变暖停止，地球将进入冰冻期，明清小冰期气候出现，真的吗？
2. 能否尽量通俗地解释什么叫做“熵”？

全球变暖停止，地球将进入冰冻期，明清小冰期气候出现，真的吗？

地球由于有大气层的存在，大体属于一个闭环系统，随着进百年来人类科技的发展，人类活动剧增，这其中包括对***的过度开发，对环境的破坏。在本质上，这就是一个熵增过程。

伴随着熵增，地球这个闭环系统正在从有序向无序转化。而无序，则代表着系统的开始混乱，会以洋流紊乱，气候异常，地质灾害，地磁变化等方式表达。

所以，人类如果不能从奔向高熵体道路上及时刹车，系统混乱将进一步加速。无论小冰河时代到来，还是世纪大洪水时代到来，都不过是时间的问题，都不奇怪。

能否尽量通俗地解释什么叫做“熵”？

熵就是物体混乱程度的一种度量。即衡量物体到底有多混乱的一个物理量！如上图所示，日常生活中我们吃的食物、饮用的水，还处于比较低的熵，即还是比较有规律的，但是被人体食用、饮用完，以后再被消化道消化、吸收以后再分泌、排泄出去，就成了分泌物、排泄物，就成了高熵物体。

所以现实生活中，虽然我们知道世界的能量是守恒的，但是为什么我们还要节约能源呢？其实这主要就是因为，虽然能量是守恒的，但是因为反应前的能源的熵值更低，而反应后的熵更高，因而相当于破坏了物体内部的结构。如日常生活中煤的燃烧，在燃烧以前还是比较有序的能源，燃烧以后开始变成二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、硫化氢以及粉尘等，这些都是极其无序的。可见熵增加以后，再想把这些高熵的无用物体变成低熵的有用能源，还需要一个长期的过程（如下图所示），这一过程短则几千万年，长则几亿年！由此我们可以知道，虽然能量是守恒的，但是由于我们在利用能源的过程中，使能源由低熵变成高熵，而要想从高熵转变成低熵，又需要一个极其长的时间（短则几千万年，长则几亿年），因此我们必须节约能源，保护各种自然***和自然环境！

总之，熵就是物体混乱程度的一种度量。即物体熵增加时，表示其混乱程度是增加的，也表示其利用价值在极速下降，具体可以参考面包变成排泄物，煤炭变成雾霾。而反过来，由高熵的物体变成低熵的能源，需要几千万年、甚至几亿年的时间。因此，我们必须节约能源，保护自然***和环境！

这样说好了，你出门没带哈士奇，结果回到家发现哈士奇把家给拆了，这个时候你家的熵达到最大值；正在这个时候你老婆回家了，把刚被哈士奇拆的家又收拾得井井有条，这个时候你家的熵又恢复到零或最小。但是如果你老婆跟你说她不跟你过了让你和哈士奇过吧，而你对哈士奇所做的一切熟视无睹，这个时候你家里会越来越乱，放任的结果就是熵增定律。

在一个密闭且对外绝热的容器中，一边放热水一边放凉水，随着时间的推移，热水总是要和凉水混合，热水的温度下降，1凉水的温度上升，最后变成一锅温度分布均匀的温水。这就是热力学第二定律，温度永远都是从高温的一端向低温的一端传导。把热水跟冷水看做一个完整的系统，开始的时候，热水一侧比冷水的一侧分子更活跃，我们就说热水的熵高于冷水的熵，系统整体的熵是热水的熵跟冷水的熵的总和。当冷热混合均匀之后，温水的熵是怎样的呢？通过计算人们发现温水的熵要高于冷热水分开时的熵。于是热力学第二定律可以用熵表述为熵增原理。

人们把熵增原理推广到天体物理中，把整个宇宙看成是一个密闭系统，象***系这样的星系各星球有规律的运转，表现为一种活跃的高能状态，是熵高的子系统。为了解释宇宙膨胀，人们***定宇宙中存在着虚空，如同热水注定要跟冷水混合一样，***系也会慢慢跟虚空混合，最后宇宙变成星球分布均匀，各自作无序运动的状态，人们还给这个状态起了个名字叫热寂。

熵增原理还被推广到信息科学中。系统确定的信息量越大信息熵越低，反之不确定的信息量越大信息熵也越大。由此我们知道，确定的信息（真实）总是会湮没在大量的垃圾信息之中，您在头条中看到的信息只会越来越混乱。

熵是一个全局的概念，就如同热力学谈熵的时候一定要把它放到封闭系统中。如果用熵去解释局部的现象您一定会得到一些让人惊掉下巴的结果。

熵的定义与热力学定律特别是热力学第二定律息息相关。简单来讲，熵在物理意义就是衡量事物混乱程度的度量！

在孤立系统中，万事万物总是向着更混乱（无序）的方向发展，也就是向着熵增大的方向变化，这就是熵增原理。而我们的宇宙可以看做一个十分庞大的孤立系统，所以宇宙总是向着混乱的方向变化（熵越来越大）！

举个形象的例子，你家的房子几天不打扫，只会越来越混乱（无序），不会越来越干净，说白了，熵会越来越大！而想要房子变干净（熵减），必须向外释放能量，本质上会制造更大的无序！

熵，并非一个想象的东西，而是有一个简单明了的公式加以描述，这个公式是由玻尔兹曼提出的，在他去世后该公式被刻在玻尔兹曼的墓碑上！

熵增原理告诉我们，宇宙总是会无情地向着更加无序的方向发展，这是谁也阻止不了的！最终宇宙会走向彻底的无序！

但目前我们看到的各种有序环境与熵增原理并不矛盾，熵增的大趋势并不反对某个时间段某个区域的熵减（有序），所以人类存在的意义某种程度上就在于在宇宙无情地走向无序的过程中，最大程度上创造属于我们自己的有序环境！

简单说，熵就是事物接近混乱状态的程度，事物越无序越混乱，熵越大。世间万物都有从高有序度转向低有序度的自然倾向，这就是熵增的趋势。就好像***都有懒的时候，想象下，一个小区，当无人清理的时候，环境就会开始乱糟糟，这就是熵增。

通常，瓶子破碎了玻璃渣比较容易，要想从玻璃渣恢复到整个瓶子就要耗费能量。周围的环境更容易变得脏乱差，而想要恢复整洁有序的环境，就要去做功才能实现，要有能量的消耗。世间万物，就连宇宙也逃不过熵增的咒语，逐渐混乱，最终达到温度平衡，整个宇宙处于冰冷寂寥的死亡状态。

但对于生命体，薛定谔一早就提出，是以负熵为生的，也就是生物体可以靠吃喝呼吸，对外的物质交换来维持生命体的有序，这就相当于从周围环境中获取有序。人从生到死，就是熵增到了最大值。

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