熵是个热力学名词,也许大家觉得它不太好理解．玻璃板(规则状态)的熵小,碎成玻璃渣(无规则状态)后熵大,熵只能变大不能变小．大家只要记住这几条就行了。

规整地种植农作物的耕地的熵小,而杂草丛生的荒地的熵大。

5 张扑克牌在手时,同花顺、有4 张同点……等高点牌时的熵小,只有一个对子时熵大,5 张杂牌(毫无规律)时的熵最大。

按出版时间排列在书架上的杂志的熵小,排列毫无顺序时熵大,插放得越乱熵就越大,喜欢收拾的人的房间熵小,懒于打扫生活邋遢的人的房间熵大。

从热力学或统计力学的观点看,熵的大小就是无序的程度。

有位名叫普里戈津的科学家用热力学的方法,以熵为主题研究了从热流、电流到化学、生物学甚至包括社会现象在内的各个领域。

伊里亚·普里戈津1917 年生于莫斯科,在比利时的布鲁塞尔大学取得学位,他从1951 年起任该大学教授,并加入了比利时国籍．1967 年,普里戈津到美国任德克萨斯大学热力学及统计力学研究所所长．1977 年,他由于在＂非平衡态热力学特别是耗散结构的研究＂方面的工作而获得了诺贝尔化学奖。

不少读者对耗散结构这个名词也许并不陌生,＂耗散＂的日常含义是向四处飞散,在这里则指能量的耗散。

能量有品质高低之分．懂得一点热力学的人都知道: 1 升0℃的水及1 升100℃的水组合起来要比2 升50℃的水有用,因为利用前者的温度差能做许多事惰,两者虽然能量相同,但是能量的品质却不同．皮球落到地上,它的动能变成热能,这个过程不可逆的原因是因为动能的品质高．能量的品质越高,它的熵就越小。

能量的耗散过程也就是它的熵增大的过程．普里戈津第一个用数学方法证明: 在熵不断增大的非平衡态之中,能够出现安定的构造——耗散结构。

大气在地表附近受热后上升到高空,其中水蒸气会形成漂亮的鳞状云……这是最常见的耗散结构之一．由天体中的核聚变或引力塌缩所产生的幅射充斥着宇宙,宇宙的不断膨胀又降低了这些幅射的密度．现在,宇宙仍处于非平衡态。

普里戈津还对宇宙诞生时真空分离为物质与引力能量的过程进行了热力学计算,证明该过程也是熵的生成过程。

用日常的语言很难说明普里戈津的研究内容,说来说去,归结成一句话就是,自然界中的一切单向演化的现象(不可逆过程)总是伴随着熵的生成或增大．由于不可逆过程是随着时间一起推移的,所以熵的生成(增大)与时间不可分割。

□图6－2 伊里亚·普里戈津,俄裔比利时科学家

有些物理学家认为在宏观世界里时间有可能出现逆转,普里戈津对此持怀疑态度,他对熵增大方向上＂时间的指向＂的存在性进行了详细的研究。

普里戈津提出了＂内部时间＂的概念,内部时间与天文学上所用的时间有着本质的不同,它由局部时空里的非平衡体系确定,生物以及我们人类的思维都属于非平衡体系的范畴．普里戈津的理论具有浓厚的形而上学的色彩,理解他的理论必须以持有与他相同的观念的思维为前提。

□图6－3 鱼鳞云是耗散结构

虽然很多物理学家时和化学家都认为＂时间指向熵增大的方向＂,但是象普里戈津这样明确地表述自己论点的人并不多．刚才提到的意识时间——人类以五感之外的某种＂第六感官＂所感觉到的＂过了很长＂的时间,只能解释为人体生理上的新陈代谢。

研究表明,人的神经一旦建立一个回路,这个回路将能存在很久而不会被破坏．孩提时代学会的游泳、自行车、竹马等本领,即使长期不用也能很快地找到感觉,这是不可逆转的变化,过去的事情作为记忆留在脑海中,而未来的事情当然是无法知道的．可见,人的生理与物理的不可逆现象一样．霍金常说的＂意识时间＂就等于＂熵时间＂,普里戈津证明了这一点。

所谓熵时间,举例来说的话,比如一滴红墨水滴入一盆水里,开始是球状(过去),之后稍稍散开(现在),……最后整盆水成为粉红色的溶液(将来),我们可以用这个过程去定义时间．人的意识正是通过脑细胞或胃的感觉等所有这类的生理过程,在这些过程的不可逆变化中,感受到了＂时间＂的流逝。