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发现 | 宇宙过程死而复生

 科学发现 2023-03-16 发布于广西

韩春柏说:“在一般的物理书上,热寂说都是和克劳修斯的名字联系在一起的。根据是1865年4月24日,在苏黎士举行的自然科学家协会的会议上,克劳修斯在讲演中得出了'宇宙基本原理:宇宙的能量是一个常数;宇宙的熵趋于一个极大值。’1867年9月23日,在法兰克福举行的第41届德国自然科学家和医生代表大会上,克劳修斯在讲演中进一步提出:'宇宙越是接近熵为极大值的极限状态,它继续发生变化的可能性就越小;当它最后完全达到这个状态时,就不会再出现进一步的变化[或运动]了,宇宙将是一种永恒[不能动]的死寂状态。’这就是著名的克劳修斯热寂说的来历。”[1]

比利时科学家普里戈金(IlyaPrigogine,1917—2003)说:“我们生活在一个单一的宇宙之中.”[2]42又:“有什么系统能比宇宙更'孤立’呢? ”[2]163 即宇宙是一个绝对孤立的系统,他接着说:“这个概念构成了1865年克劳修斯对热力学两个定律所作宇宙学表述的基础:宇宙的能量是常量。宇宙的熵趋于最大。 ”[2]163

阿尔文·托夫勒(AlvinToffer)说:“按照热力学第二定律,宇宙中的能量不可避免地要有所损失[即宇宙的能损熵增]。而且如果这个世界机器真的慢下来而越来越接近'热寂’,那末……”[2]16 因此,宇宙或绝对孤立系统的内部关系为能与熵的关系,即能量耗损而熵增加其总量仍为常量(可设该常量为单位1)。

普里戈金还说:“哈密顿函数就是总能量,即系统的势能与动能之和”,势能取决于位置,动能取决于动量。 普里戈金接着说:“一个函数,即哈密顿函数H ( p, q ),便完全地描述了一个系统的动力学过程。我们所有的经验知识都被放进了H的形式之中,一旦知道了这个函数,至少在原则上我们可以解答我们可能感兴趣的一切问题。”[2]110或如爱丁顿(A.S.Eddington,1882—1944)说:“我认为,熵永远增加的定律(即热力学第二定律)在宇宙[学]中占有至高无上的地位。”[2]283 

不幸的是,并非我们所有的经验知识都能够被放进了H的形式之中。例如,一种简单的物质量杆自我量度(即“对折”)的经验知识都没有被放进H的形式之中。

研究发现,一旦我们用基于物质量杆自我量度(运动)或对折实验的直接感性经验知识——物质动态几何形式的数值定量的知识,代替掉哈密顿函数H的[非物质几何]形式,就可以导出新的结论,即:宇宙能损熵增当它完全达到熵为极大值的极限状态时,并不是一种永恒[不能动]的死寂状态,而是转变到下一宇宙过程之开始或发生。我们用物质的动态几何形式定量刻画或描述的方法(几何物理方法),原则上可以完满解答“运动是物质宇宙的存在形式”(没有不能动的物质、能够运动的是物质)这个我们感兴趣的问题。参见《宇宙基本原理新探》一文:https://mp.weixin.qq.com/s/Sp0cc0B40fZGxNR4RzNJMg

—— 参考文献 ——

[1]  韩春柏. 热寂说的兴衰与社会影响[J]. 现代物理知识. 1996(2):5.

[2]  伊·普里戈金、伊·斯唐热著. 从混沌到有序[M]. 曾庆宏、沈小峰译. 上海译文出版社, 1987.


作者:陈江(笔名:学半)

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