[思考]关于翼神传说中“调律”的科学假说

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最初由 duketassadar 发布
既然跑了，那就让它跑得再远一些吧！！！

香蕉鱼

我不清楚你所说的“混沌”是指哲学上的还是指天文学上的。如果是前者那我确实是无能为力，如果是后者，我倒可以解释一下。

要说到“混沌”，那就要说到宇宙的起源，而要说宇宙的起源，就不得不提及已经被广为接受的“大爆炸宇宙论”。按照大爆炸宇宙论的观点，宇宙诞生之前，没有时间，没有空间，也没有物质和能量。大约150亿年前，在这四大皆空的“无”中，一个体积无限小的奇点爆炸了。时空从这一刻开始，物质和能量也由此产生，这就是宇宙创生的大爆炸。在我看来，所谓的“混沌”应该是大爆炸开始后的0.01秒到13.8秒这个时间段内。大爆炸开始后0.01秒，宇宙的温度约为10000亿度，其物质的主要成分为轻粒子（如光子、电子或中微子），质子和中子只占十亿分之一，所有这些粒子都处于热平衡状态。由于整个体系在快速膨胀，温度很快下降。大爆炸后0.1秒，温度下降到300亿度，中子与质子之比从1下降到0.61。1秒钟后，温度下降到100亿度。随着密度减小，中微子不再处于热平衡状态，开始向外逃逸，电子-正电子对开始发生湮没反应，中子与质子之比进一步下降到0.3。这时宇宙的物质状态犹如一锅基本粒子汤，其中有质子、中子和电子，但这时由于温度还太高，核力仍不足以把中子和质子束缚在一起。随着温度的进一步下降，到大爆炸后13.8秒，温度降到30亿度，这时，质子和中子已可形成像氘、氦那样稳定的原子核。在这段“混沌”（0.01秒-13.8秒)时期内，物质都是基本粒子的形态，这些粒子都有着极高的能量却拥挤在极小（跟现在比较）的宇宙内，这时的宇宙可以认为是相当“有序”的，其熵值是极低的（不过却以极高的加速度在增大）。经过约150亿年的不断膨胀、冷却，目前可观测宇宙的范围已达150亿光年，其物质平均密度只有2×10的负31次方克/立方厘米（我实在找不到其他的写法，只好些的不伦不类的），即每立方米空间只能分摊到一个氢原子。今天的宇宙与诞生极早期的宇宙相比，其尺度差异为10的61次方量级，密度差异为10的124次方量级，温度差异为10的32次方量级。现在宇宙的熵值比创世之初增大了多少也是可想而知的。

至于你说的“有序被打乱之后再无法恢复到无（？！应该是‘有’吧？）序……这点似乎太绝对了”这个问题，如果用热二律分析宇宙这个大系统的话，那么还有一个我们一定要考虑的因素——引力。

大爆炸后的膨胀过程是一种引力和斥力之争，爆炸产生的动力是一种斥力，它使宇宙中的天体不断远离；天体间又存在万有引力，它会阻止天体远离，甚至力图使其互相靠近。引力的大小与天体的质量有关，因而大爆炸后宇宙的最终归宿是不断膨胀，还是最终会停止膨胀并反过来收缩变小，这完全取决于宇宙中物质密度的大小。

理论上存在某种临界密度。如果宇宙中物质的平均密度小于临界密度，宇宙就会一直膨胀下去，称为开宇宙；要是物质的平均密度大于临界密度，膨胀过程迟早会停下来，并随之出现收缩，称为闭宇宙。

问题似乎变得很简单，但实则不然。理论计算得出的临界密度为5×10的负30次方克/立方厘米。但要测定宇宙中物质平均密度就不那么容易了。星系间存在广袤的星系间空间，如果把目前所观测到的全部发光物质的质量平摊到整个宇宙空间，那么，平均密度就只有2×10的负31次方克/立方厘米，远远低于上述临界密度。

然而，种种证据表明，宇宙中还存在着尚未观测到的所谓的暗物质，其数量可能远超过可见物质，这给平均密度的测定带来了很大的不确定因素。因此，宇宙的平均密度是否真的小于临界密度仍是一个有争议的问题。 如果宇宙是闭宇宙的话，就是说引力足够大，最后能克服膨胀，把宇宙中的粒子都拉到一起了，形成一个超级黑洞，这就是从“无序”回归到“有序”，熵减就出现了。不过，就目前来看，开宇宙的可能性大一些。


另外，你所提到的“人类对自然环境造成的影响从而影响到地球生态平衡导致物种灭绝”的假说，对于这个问题嘛，我们不妨先这么假设，如果在中生代有一些比较“开窍”，能够“顿悟”的恐龙的话，它们也可能会考虑到“恐龙对自然环境造成的影响从而影响到地球生态平衡导致物种灭绝”这个问题。当然这是玩笑话，其实任何生命都会对外部环境造成影响，如果用热力学的方式来定义生命，可以这么说：“生命以及组成生命的细胞，本身是一类可以自发地（不是自动地）从外界环境中获取能量和物质来维持体系内部不出现熵增的热力学体系。”要想维持体系内部不出现熵增，那么势必要导致外部体系发生熵增。只不过人类的影响程度比较大。其实就算没有人类，也迟早有其他生命会对外部环境产生跟人类一样的影响。我们人类既然已经有“开窍”的想到了这些问题，那么我们就总会找到解决的方法的。

谈到这里，我再推荐你看一篇文章——《走向哲学王国的“熵”》，以下是节选的一部分：
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熵，作为一个热力学的概念，现在竟堂堂正正地跨进了哲学王国，成为一种全新的世界观，它是怎样迈出这一步的呢？还得追溯其源。
　　在物理学中首先引进“熵”概念的是德国物理学家克劳修斯。引人熵以后，热力学第二定律可以表述为“熵增原理”，即当热力学系统从一个平衡态经过绝热过程达到另一平衡态，它的熵永不减少。如果过程是可逆的，则熵值不变，如果过程是不可逆的，则熵值增加。
　　常识告诉我们，热量总是从高温物体传向低温物体，从物体的高温部分传向低温部分。在这个自发的热过程中，一方面热力学系统的能量发生了弥散；另一方面热力学系统的态函数——熵增大了。因此，熵可以认为是表征热力学系统的能量弥散程度购物理量。熵大，弥散度大；熵小，弥散度小。熵增原理的意义则在于：在一切自发的热过程中，系统的弥散度都会增大。
　　熵首先进入哲学领域要算克劳修斯的“宇宙热寂论”。1865年，克劳修斯把热力学第一定律、第二定律推广到宇宙，并提出：“宇宙的能量是一个常数”、“宇宙的熵趋于极大”两个结论。认为宇宙越是接近这个熵是极大的极限状态，进一步变化的能力就越小，如果最后完全达到了这个状态，那么任何进一步的变化都是不可能的，这时宇宙就会进入一个死寂的永恒状态。
　　所以，虽然热力学第一定律告诉我们能量是守恒的、不灭的，只能从一种形式转变到另一种形式，这是不是说我们就可以高枕无忧地滥用万世不竭的物质和能源了呢？但熵定律即热力学第二定律表明，能量只能不可逆转地沿着一个方向转化，即从对人类来说是可利用的到不可利用的状态，从有效的到无效的状态转化。用加尔文的话来说，这种无效能量已“从人们那里不可挽回地失去了……尽管它并没有湮灭”。而物理学意义上的熵，就是这种不能再被转化作功的能量的总和。
　　面对“热寂说”描绘的未来宇宙的恐怖情景，不知有多少学者（包括思格斯）拿起了讨伐的笔，驳斥这一理论的荒谬，但历史发展到今天，“热寂说”不仅没有消失；相反，熵，却以一种新的世界观走进了现代哲学王国。我们生活的世界正在陷入一种不亚于“热寂说”的恐怖境地，熵值之大增使我们不寒而栗。还是先让我们看一看美国学者里夫金和霍华德的描述吧。
　　“我们每天都发觉世界比前一天更加杂乱无章。似乎一切都不再起作用了。世界已经不可收拾，我们总是在修修补补。我们的干部在无可耐何的哀叹与辩解。我们每每以为能排难解忧，结果却总是事与愿违。当局日复一日救了燃眉之急，然而他们解决问题的方法又带来了比先前要解决的更重大的问题。
　　核电站事故不断发生，在汽车加油站人们往往为了汽油分配而开枪厮杀。通货膨胀成倍剧增，生产率与就业机会一个劲地猛跌，热核战争的危险与曰惧增。终于，我们只想关上窗子，绝望地喊叫：‘为什么不想个法子来治一治！’我们责怪石油化司，责怪政府的经济顾问，责怪工会，责怪知识分子，凡有一点
关系的人们都在责怪之列。
　　我们的周围到处是堆积如山的垃圾，无处没有污染；从地面冒出来，在江河里渗透，在空气中滞留。它刺痛了我们的双眼，使我们的皮肤变色，肺功能衰退。我们唯一的解决办法就是闭门不出”。这就是我们生活的物质世界，的确使人沮丧。
　　在精神领域也好不了多少，两位学者在《熵：一种新的世界观》中深刻地揭示了我们生活的高熵社会里人类精神领域的境况及其严重后果。他们认为人类历史是江河日下的历史，而且人类思想的发展也不见得是一个进步的过程。几世纪来人类思想与人类其他活动一样，正朝着一个越来越复杂、抽象、浪费的状态发展。
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最后，从现今的宇宙学理论及实际观察资料看，我们所处的宇宙必将烧光所有的轻元素的聚变能，永远膨胀并最终达到热平衡。但根据无限暴涨的婴宇宙理论，我们也许总能再本宇宙衰退到不适宜居住以前迁往其他子宇宙，而我们总能找到这样的子宇宙，也许人类追求永恒的目标终究能达到！

人类毕竟还有得是时间去思考这一问题，我们还有50亿年时间赶在太阳系衰变前迁走，还有大约一千五百亿年时间准备从本宇宙迁走，应该相信科学技术的进步和人类的发展能力，而完全不必去作毫无意义的杞人之忧。迎接每一个美好的明天并为此作出自己的贡献，这才是人们应该做的。但我们如果无所作为，不及早地让人类进化到第四级或者更高的文明层次，那我们就会象培养基上的菌落，在耗光养料后灭亡。