熵函数的提出的意义?我想知道熵函数在各个学科的用处,最好举一些例

Question

熵函数的提出的意义?
我想知道熵函数在各个学科的用处,最好举一些例

Answer 1

1.哲学
易经所说万物始于太极,然后分为阴阳两仪,然后又有什么四象啊八卦啊等等道具出现,最后再噼里啪啦衍生出万物.也就是说,本来东西的种类是很少的,可慢慢的世界就变得复杂起来,也开始精彩起来,这就是熵或复杂度增加的贡献.也许世界的规则最初是极其简单的,而熵或者说混乱程度的增加就是用简单的几块积木以令人捉摸不透的方式创造更高层次上变幻万象的新生事物的最佳方法.
1.数学
熵和数学不怎么沾边,不过我觉得它和新兴的分形理论和混沌理论有共同点.比如两个不同的函数不断彼此复合,或自己套自己,函数图像的细节处就会变得越来越复杂,但是图像在宏观上却会呈现出奇特的规律性.数学家对于复杂度的增加何以产生新的规律性的奥秘也仍处于探索之中,混乱中可以产生规律,确实是个令人费解的矛盾.好吧,这个说法很扯.
2.物理
揭示了自然界中"宇宙的能量永远守恒,宇宙的熵永远增大"这一奥秘.引发了宇宙学中有关"热寂说"的大讨论：人们不禁会问既然宇宙中的物质是不能凭空产生的,而它们又在熵增规则的控制下趋于不断彼此远离,那么是否会有一天宇宙中的所有物质彼此分离足够远,以至于不再发生任何相互作用,力、温度、能量等概念渺小到完全失去意义,最终整个宇宙陷入一片死寂.流体力学研究中有一种比较纠结的“湍流现象”,说的是当水流逐渐变快时,水流的规律性会突然完全消失,难以用数学表达式解析和刻画,其特点是现象纷繁复杂而难以捉摸内在规律,网上有些相关论文就是尝试用熵增原理处理湍流等流体现象,试图构建其内在规律满足的数学模型,有兴趣可以去搜下.
2.化学
熵代表混乱度,焓代表恒压反应的热量变化,两者看似不相关.但熵和焓的数值变化通过吉布斯自由能公式这么一整合,就能代表恒温恒压下化学反应所能做的最大功.
3.生物
量子物理学家薛定谔在《生命是什么》(据说双螺旋结构的发现者之一也曾受过这本外行人写的书的影响)一书中给生物的定义就是可以主动摄取能量以阻碍熵增的东东.也就是说,他认为非生物对于熵增作用是无能为力的.作为一个生物体,肯定不希望自己的结构成分随时因为物理原理而走向自然解体.混乱度增大也有利于增加变异的几率,促使生物进化和产生多样性.
4.社会学和历史学
某些人说人口的混血、还有多民族的融合、文化交流、历史的进步都是熵增的,因为这些事情在发展的过程中都变得越来越复杂了.这是借比喻意义而言的,从联系上看依然很扯.