Re: [讨论] 天能 熵 cf. 粒子自旋

楼主: void ( avoid)   2024-09-12 09:24:40
Rewrite一下 我重点放在前面 对熵(Entropy)的介绍移到后面想看得自己再看
1. 熵到底是什么?
Entropy是衡量一个系统的"无序程度"以及系统包含讯息多寡。以热力学系统来说
一个系统的无序程度越高、包含的讯息就会越多、Entropy就会越高
举个例子,你用乐高组成一只恐龙 此时有序程度高,系统资讯较少,Entropy低
你儿子把这只恐龙打落到地上散成一团 此时无序程度高,系统资讯较多,Entropy高
2. 无序程度 跟 资讯量如何连结? 看起来没有直接关系?
有序度高的东西,就代表有规则,规则会限制每个元件(物理学中就是粒子)的排列组合
譬如暴龙上面有了头 下面就一定是手,你不可能乱接一只螺旋桨 这样就不是暴龙了
描述这样的系统 你不用每一个元件的状态都描述 因为它有一些规则 A后面一定得B
所以你不用AB都描述
相对之下散落到地上的一团积木 随便怎么排都可以 都是"乱"
每块积木自由度都非常之大 但要描述的时候 你每块积木都得描述 所以包含的资讯多
3. 上面积木的例子太日常了 对应到真实物理?
最常见的就是冰和水蒸气。 冰是水的结晶态,有晶格,代表水分子照一定方式排列
物理学上判断方式常见是看对称性 晶格有平移对称性 你平移一个晶格边长
得到的晶格和原来的一模一样 同理某些晶格还会有旋转对称性
有对称性 代表有序度高 代表Entropy低
相反的 水蒸气 没有晶格 每个气体分子都可以乱飞 非常无序 Entropy高
4. OK,阿这些废话跟时间方向有什么关系?
霍金提出过时间箭头和熵增有关(虽然未获得学界认可)
即时间的方向 就是热力学熵增的方向。基本上天能的脑洞就是从这里立论的:
如果我把熵增变成熵减,那是不是时间就会逆转? (没人知道答案)
5. 为什么现在世界的时间方向一定是全宇宙熵增?
a. 机率问题
回到上面那个积木恐龙 如果你今天有N块积木随机排列 只有一种排法能排成恐龙
但是有超级多种方法可以排成地上那陀乱七八糟玩意 所以机率来说
当然是变成一堆散落地上的机率大
b. 资讯不可逆
一只积木恐龙 和一只积木鳄鱼 打散到地上以后都散落成一团 你无法分辨
是从恐龙打散的 还是从鳄鱼打散的 因为还原回去需要的重要资讯已经遗失
这是常见的解释 不过没人敢保证一定对
作者: mefifthfloor (死胖子)   2024-09-12 11:36:00
跟我想的差不多
作者: tgordoncheng (初来乍到)   2024-09-13 21:51:00
也提供文组的我所理解的熵 https://reurl.cc/OvG2K3

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