永不下车 第一〇五章 分布

热寂定义并不甚明了用来形容宇宙的最终命运在物理界却尽人皆知。

宇宙的终局或者人类认识范围内的任何一种客观存在如果当做孤立系统最终的结局必然是熵达到极大值在那之后倘若时间的概念仍然存在（这一点并非天经地义）系统本身也不会有任何变化成为真正意义上的一潭死水。

热力学三定律一百多年前的科学原理给出的就是这样的一种景象。

在理查德费曼面前方然没有解释这些基本原则的必要他只是言简意赅的道出疑问。

“宇宙的末日”这是任何一个学习过现代物理特别是热力学的学生多多少少都会思考过的问题。

区别只在于寻常人的这种思考很快就会被生命的逝去、和时间的流逝冲刷殆尽。

一旦意识到人的一生何其短暂遥远到不可思议的宇宙之末日再怎样努力也无助于解决眼前的问题这种思考就会知趣的无疾而终甚或用“人类连十年、二十年后的世界都无法预测又怎能奢望洞悉宇宙的奥秘”来自我安慰。

但是方然呢即便只是一个永不下车的憧憬者无限长的生命还是未知数思维的角度也已经和常人大不相同。

热力学定律自身而言是基于统计的直白叙述。

想象一个充斥空气的密闭空间在没有外界的物质、能量影响时其中的空气分子会大致均匀的分布在整个空间里而几乎绝对不可能自发的集中在空间一侧、让另一侧出现真空；事实上即便通过外力让这种情形出现一旦撤去外来的干涉条件气体分子会迅速向真空一侧扩散经过或长或短的时间最终空间内又会变成分子大致均匀分布的平衡态或者终末态。

考察处于平衡态的空间微观上任何一小块空间内的分子数量总会有微弱的涨落起伏但是从宏观上分子的分布则非常均匀。

为什么会这样呢浅显的表象背后蕴含的机理却极端深刻方然并无法看透。

只能说从形而上学的角度统计规律可以用来解释这样一种现象：考虑空气分子在空间中的分布可能的方案有如恒河沙数但其中绝大多数方案都是分子近似均匀分布、平平无奇的那种所有分子聚集在一半空间、另一半出现真空的方案则只有其中的极少数。

譬如说在上面的案例中如果空间内有10000个空气分子将空间等分成a、b两部分则所有空气分子在其中任意分布可能的情形会有210000之多。

210000毫无疑问这一数字是难以想象的巨大。

然而所有空气分子都跑到一边、另一边出现真空的情形又有多少种呢？

要么所有分子都在a要么所有都在b数一数这样的极端情形为何几乎不可能出现原因也就不言自明：

这种情形只有区区2种方案可以做得到。

10000个空气分子的任意分布自发出现一半空气、一半真空的概率是1/29999这个数字究竟有多小呢数学家可能会感兴趣但是对物理学家而言实践意义上如此微末的数字根本就等于零。

而且这还是区区10000个空气分子的情形；

实践中哪怕一立方厘米的地表空间在零摄氏度、标准气压时都会充斥着2.71019个空气分子。