熵增加原理
在恒星演化时.原子的数量变少 ,这会不会导致熵减小,如果是这样,那岂不违背了热力学第二定律 熵增加原理并不太涉及數目啊熵本身是物質混亂度的一種表示，混亂度越大，物質的熵值也就越大
但這跟數目本身并沒有什麽絕對關係的
舉個不恰當的例子，一袋子大米的混亂度肯定不如一碗混有綠豆的大米的混亂度大的呀
另外的要注意，我們一般說：孤立系统的熵值永远是增加的（更精确的说，是永不减少）。
這個前提就是孤立系統
但是實際上整個宇宙中也很難找到絕對孤立的系統的
一點淺見，供參考 单单对恒星而言，是个开放系统，不能应用熵增原理。 引力系统有负热容，熵可以变小。当然好像跟你的问题没有太大关系。 恒星核聚变放出的能量使宇宙的熵增加 恒星，星系这些都是稳定存在的负熵系统。我们人本身也一样，但是维持负熵系统是有代价的，比如我们人类不断进行的代谢就是熵增加过程。总而言之，就宇宙整体而言熵在增加 局部熵的减少，总是要以更大范围内熵的增加为代价的。而且增加严格不小于减少。 [quote]原帖由 [i]孔方[/i] 于 2008-6-15 14:57 发表 [url=http://www.astronomy.com.cn/bbs/redirect.php?goto=findpost&pid=961847&ptid=92602][img]http://www.astronomy.com.cn/bbs/images/common/back.gif[/img][/url]
局部熵的减少，总是要以更大范围内熵的增加为代价的。而且增加严格不小于减少。 [/quote]
::070821_01.jpg::简明扼要！！
不存在孤立系统内的熵——这一概念吧！
说宇宙不是一个孤立系统只是自欺欺人
请问，宇宙难道和谁连通？如果和谁连通，把她再包含进来，不一样是孤立系统吗？即使是无限大的！何祚庥就认为，这些论证（宇宙是非孤立系统）都不能证明人们永远不能把无限宇宙当作一个统一整体来把握！回答这个问题难道需要小学以上的知识吗？
无非是不能自圆其说后开始胡说八道了。其实承认我们的无知又如何？说点违背科学的话又如何？等一万年以后的人去解决吧。过去有些问题，5000年也得不到解决，比如意识的起源，那又妨碍我们确认思维的存在性和主观能动性了？即使在200年前，机械论大行其道的“科学精神”的时候，聪慧的智者也否定人的思维是决定性的。
目前公认为最有可能的解决方案是P.托尔曼(P.TOLMAN)提出的“相对论热力学”，这一方案的新颖之处，在于她指出，研究系统达到统计平衡时，必须同时考虑到，广义相对论中的引力场所表现的特点，而引力场是不稳定的，因为在一般情况下，决定引力场的基本度规张量不仅依赖于坐标而且依赖于时间。正因为引力场是不稳定的，所以系统永远不会达到完全的平衡（即“宇宙热寂”状态），因而，将热力学第二定律外推到整个宇宙，不会导致热寂。所谓的宇宙是非孤立系统是忽悠小学生的。
此外还有一些解决方案，另外未来我们会发现越来越多的解决方案，也许哪种正确我们还要等5000年，那有什么关系呢？坚持基本的信仰就行了：宇宙是唯物的，宇宙是孤立的，宇宙是不会热寂的。在无法实证之前，选择哪个方向就是靠信仰，如果没有这些信仰，这些新的理论就不会被一个个提出来。
宇宙当然是孤立系统
但是，除了孤立系统，还有2个条件才能完成熵增。当系统内粒子(或物体) 间相互作用势能大于粒子无规则运动动能(如原子核内)时，熵增原理就不成立了。 宇宙中还存在很多未知的东西，也许有未知的很多作用，甚至暗能量之类的。现在就断言发现的终结，太早了。宇宙之谜也许还得等一亿年。
同时，熵增原理(热力学第二定律) 的严格表述应该是:"当热力学系统从一个平衡态经过绝热过程到另一平衡态，它的熵永不减少。"如果不追求严格性，熵增原理也只能在近平衡态有效。 敢问楼上，这里谁在说宇宙不是孤立系统？
回复 4# aardwolf 的帖子
不知道4楼的话是什么意思,可否解释一下,还有一个问题,如果熵一直在增加,那后果是什么 当时读史蒂芬的书 看这个问题我还在想 吧地球上的道路修得平一点就会减慢他的增加现在才知道 他增加得再大 管我们屁事yct30.gif
回复 10# hjfgcx 的帖子
“当系统内粒子(或物体) 间相互作用势能大于粒子无规则运动动能(如原子核内)时，熵增原理就不成立了”怎么理解？
回复 10# hjfgcx 的帖子
“当系统内粒子(或物体) 间相互作用势能大于粒子无规则运动动能(如原子核内)时，熵增原理就不成立了”怎么理解？
阿西莫夫熵的小说
[url=http://www.astronomy.com.cn/bbs/thread-95191-1-2.html]http://www.astronomy.com.cn/bbs/thread-95191-1-2.html[/url] [quote]原帖由 [i]math88[/i] 于 2008-8-23 02:47 发表 [url=http://www.astronomy.com.cn/bbs/redirect.php?goto=findpost&pid=1002384&ptid=92602][img]http://www.astronomy.com.cn/bbs/images/common/back.gif[/img][/url]“当系统内粒子(或物体) 间相互作用势能大于粒子无规则运动动能(如原子核内)时，熵增原理就不成立了”
怎么理解？ [/quote]
这很重要！！！！！放热反应可以自动继续，比无序的力量更强．
所以在恒星演化中是有反常的． 吸热反应能继续的是墒增大的．比如硝酸胺溶于水．这时候无序的力量更大． 对于像恒星这样的开放系统，我想应该用类似吉布斯自由能的观点去解释。 如果把整个宇宙看成是一个封闭的系统，那么未来宇宙的演化将无法避免热寂了。
::070821_07.jpg:: 谁知道宇宙是不是个封闭系统呐，不是有人说所谓的引力子可以穿越平行宇宙
接着问个熵的问题
熵是系统混乱程度的一种描述，那么宇宙诞生时微观状态数最多，熵必然是最大的，而现在的宇宙则更多的处于一种“规则化”状态（知识所限，就这么表达吧），即熵是最小的。而如果把宇宙看做一个孤立系统，按照熵增大原理，绝热系统的熵是不会减小的，这不是矛盾了么？？请求解释... 我倒！是问题太幼稚没人回答了？？郁闷中。。。回复 23# songquan2 的帖子
我以为你在回答问题而不是问问题。[quote]那么宇宙诞生时微观状态数最多，熵必然是最大的[/quote]
这句话如何解释？ 找到一些熵的定义的表达：
1.物质微观热运动时，混乱程度的标志。
2.在動力學方面不能做功的能量總數。
3.能量在空间中分布的均匀程度。（系统中的能量密度参差不齐的时候，能量才能够转化为功。能量倾向于从密度较高的地方流向密度较低的地方，直到一切都达到均匀为止。能量分布得越均匀，熵就越大。）
[url=http://baike.baidu.com/view/936.htm]http://baike.baidu.com/view/936.htm[/url]
[url=http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%86%B5_]http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%86%B5_[/url](%E7%86%B1%E5%8A%9B%E5%AD%B8)
不知道这些定义是否都是等价或者正确的。感觉那个“混乱程度”有时不好理解，“能量在空间中分布的均匀程度”好理解一些。
不等同理解方式之间的比较可参考：
[url=http://en.wikipedia.org/wiki/Entropy#Approaches_to_understanding_entropy]http://en.wikipedia.org/wiki/Entropy#Approaches_to_understanding_entropy[/url]
[[i] 本帖最后由 deepgreen 于 2008-11-15 20:38 编辑 [/i]]
回复 24# positron 的帖子
恩，比如说，温度越高，粒子占据的能级数越多，那么必然微观状态数也就越多，即粒子无规则运动的的混乱程度大，粒子运动处于无序状态，此时熵也必然大。而宇宙诞生时温度是最高的，那么熵必然也是最大的。 [quote]原帖由 [i]songquan2[/i] 于 2008-11-15 18:04 发表 [url=http://www.astronomy.com.cn/bbs/redirect.php?goto=findpost&pid=1060249&ptid=92602][img]http://www.astronomy.com.cn/bbs/images/common/back.gif[/img][/url]恩，比如说，温度越高，粒子占据的能级数越多，那么必然微观状态数也就越多，即粒子无规则运动的的混乱程度大，粒子运动处于无序状态，此时熵也必然大。而宇宙诞生时温度是最高的，那么熵必然也是最大的。 ... [/quote]
有个问题,或许你忽略了.
宇宙诞生时的粒子数是多少?宇宙在膨胀过程中粒子数是多少?
这二者的数量是一样多吗?
若数量不一样多,就不能直接比较了.
举个简单的例子,地球大气层的平均温度肯定比我们家里煤气灶烧的火的温度低得多.
你能说地球大气层的熵(我们把煤气灶单独割出来,不然煤气灶也包含在大气层中了),比煤气灶的火焰的墒还低?
回复 27# 浪淘沙 的帖子
但我说的不是粒子数的多少，而是微观状态数的多少，而且是对一个孤立系统而言。在低温时，更多的粒子会处在原子的基态和低激发态；温度升高，会有越来越多的粒子处在高激发态，那么就相当于微观状态数增多了...我是这么个意思回复 28# songquan2 的帖子
讨论熵的大小,当然与粒子数有关了.因为熵的定义就包含了粒子数.比如有二盒(盒子尺寸一样大)密封的空气,其中A盒分子数是10^10个,另B盒分子数是10^100个.就算A盒的温度有1000度,而B盒的温度才20度.我也敢保证B盒中的空气分子的熵远远比A盒的大.这点说明熵不仅仅与温度有关.
你可能会说这二盒空气的质量不一样大.而宇宙的质量没变化.
那好,我再来个假设.A盒装有100只质量都各为1克的小豆子,总质量为100克.B盒装有10000只质量各不相等的芝麻,黄豆,瓜子等,总质量也是100克.A与B的尺寸是一样大的.在充分摇匀后,可以说B盒的熵(粒子的无序度)远比A盒要大.
回到宇宙这个话题.
在宇宙之初,温度很高时(那时有没温度这个概念都不一定了),那时还没分化出基本粒子,粒子数量为零(?),那熵是多少?
我觉得先要把熵这个定义搞清,才能讨论宇宙之初的熵是否最大的.
如果熵是用粒子的无序度来表达的,那么在粒子分化之前(宇宙之初),熵这个概念就不适用了.
我不知道你是用什么来表述熵?你似乎说用微观状态.
但你也得承认你的微观状态也是因为有了粒子才可以描述的.对于一个原子来说,它包含的电子,质子,中子就是它的粒子数了.
回复 29# 浪淘沙 的帖子
哎，那我们就将时间拖后一段时间，等基本粒子形成，然后再开始讨论。我们讨论的是一个系统从一个态到另一个态熵的变化，而不是两个系统熵的比较，不同系统熵的比较显然没有意义嘛 熵是系统混乱程度的一种描述。
当系统处于平衡态时，粒子运动是无序的，微观状态数多，微观粒子无规则运动混乱程度大，系统内物质分布均匀，熵大；
当系统处于非平衡态时，相对而言，粒子运动有序，微观状态数少，微观子无规则运动混乱程度小，系统内物质分布不均，熵小。
那么当系统从一个态到另一个态，由于微观状态发生变化，熵就会发生相应的变化。就一个孤立系统而言（那么必然是绝热的），它的熵永不减少。 以前不是还存在过别的宇宙演化理论，比如物质密度超过临界密度，宇宙的膨胀最后会停止，并逆转为收缩，最终形成与大爆炸相对的一个“大坍缩”（big crunch）。如果在这种宇宙中，膨胀的过程应该和现在差不多，可以说是熵不断增大，那么坍缩的过程呢?
回复 31# songquan2 的帖子
我发现还有个问题.请教一下:宇宙之初温度很高,但体积也很小啊.
就假设粒子数在降温过程保持不变,但宇宙的体积不断地膨胀啊.
你说同样多的粒子在体积发生变化时,它们的熵会怎样变化?
我觉得空间的增长也使得熵也增加了,所以你说宇宙之初熵是最大的,我看不一定的.
最好请用公式来推导一下,宇宙之初的熵是多大,过了一秒钟时,熵又是多大.这样才能比较出来.
那按你的说法,宇宙之初熵是最大的,然后随着宇宙的膨胀,熵开始减小.减小到一定程度后,熵又开始增大了(现在观测的结果支持熵是增大的).
这个熵从大到小再到大,能推导一下具体的时刻表吗? 一些宇宙尺度上讨论熵的相关参考资料：
讨论宇宙初始时的熵的两篇博文：
[url=http://limiao.net/192]http://limiao.net/192[/url]
[url=http://limiao.net/193]http://limiao.net/193[/url]
又一篇讨论宇宙初始时的熵的博文：
[url=http://motls.blogspot.com/2007/01/boltzmanns-brain-and-low-entropy.html]http://motls.blogspot.com/2007/01/boltzmanns-brain-and-low-entropy.html[/url]
还有这篇文章：
Entropy and initial conditions in cosmology
[url=http://arxiv.org/PS_cache/hep-th/pdf/0701/0701146v1.pdf]http://arxiv.org/PS_cache/hep-th/pdf/0701/0701146v1.pdf[/url]
Abstract: I discuss the Boltzmann-Penrose question of [color=red]why the initial conditions for cosmology have low entropy[/color]. The modern version of Boltzmann’s answer to this question, due to Dyson, Kleban and Susskind, seems to imply that the typical intelligent observer arises through thermal fluctuation, rather than cosmology and evolution. I investigate whether this can be resolved within the string landscape. I end with a review of the suggestion that Holographic Cosmology provides a simpler answer to the problem. This paper is a revision of unpublished work from the spring of 2006, combined with my talk at the Madrid conference on String theory and Cosmology, Nov 2006.
这里有一个暴涨宇宙论中entropy从宇宙之初如何从极小状态分阶段增加的解释：
[url=http://universe-review.ca/R02-13-inflation.htm#entropy]http://universe-review.ca/R02-13-inflation.htm#entropy[/url]
这篇文章较为详细的讨论了宇宙及其熵的相关问题：
[url=http://www.chiark.greenend.org.uk/~sbleas/creative/entropy/]http://www.chiark.greenend.org.uk/~sbleas/creative/entropy/[/url]
稍加总结一下上面某些文章的观点。
暴涨（开放）宇宙论认为由于超强重力场的缘故(?)，大爆炸之后暴涨时期的能量场是相当有序的，自由度较少，熵也是较低的。
暴涨期将近结束时，其能量会转化为物质-反物质对，并使得整个宇宙温度增加（暴涨期间温度是不断降低的），熵增加。
其后宇宙进入辐射主导时期，熵与宇宙的大小的对数成正比。
该时期之后就是物质主导时期，宇宙的加速膨胀会不断导致熵的增加。直至达到热寂。
封闭宇宙论之类的会存在难以解释热力学一些定律等的困难。但是暴涨（开放）宇宙论仍难解释宇宙之初如何克服超强引力场开始暴涨。
[[i] 本帖最后由 deepgreen 于 2008-11-16 02:58 编辑 [/i]]
回复 33# 浪淘沙 的帖子
恩，值得考虑。。。 半天不见，大家讨论的很热烈。浪淘沙同好的发言基本上表达了我的想法，我省事了。页:
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