人類的現(xiàn)代科技文明是建立在物理學(xué)之上，牛頓的經(jīng)典物理學(xué)讓火箭飛上太空，麥克斯韋的電磁學(xué)讓現(xiàn)代電工學(xué)發(fā)展起來，愛因斯坦的相對論讓導(dǎo)航衛(wèi)星定位變得精確，量子力學(xué)讓現(xiàn)代電子工業(yè)建立起來。可以說，沒有物理學(xué)的發(fā)展，就沒有現(xiàn)代科技文明。

物理學(xué)的發(fā)展離不開物理定律的發(fā)現(xiàn)，新的定律有可能預(yù)示著新的物理學(xué)。幾條基本的物理學(xué)定律，就能構(gòu)建起一座物理大廈，并能夠指導(dǎo)科技的發(fā)展。在過去的幾百年，物理學(xué)和科技就是這么蓬勃發(fā)展起來的。

在這些物理學(xué)定律中，有一條讓物理學(xué)家“又愛又恨”。有的科學(xué)家寧愿宇宙中就只有這條定律，有的科學(xué)家則寧愿沒有發(fā)現(xiàn)這條定律。這條定律就是熱力學(xué)第二定律，或者它還有一個更加響亮的名字——熵增定律。

熱力學(xué)第一定律表明，能量是守恒的，無法被憑空創(chuàng)造出來，所以試圖造出一種能夠持續(xù)輸出能量的永動機(jī)是不可能的。自那之后，有些人又提出了另一類永動機(jī)，如果從自然界中吸收熱量，驅(qū)動永動機(jī)轉(zhuǎn)動，這樣就能源源不斷地對外做功，而且又沒有違背能量守恒定律，這就是第二類永動機(jī)。

但隨著熱力學(xué)第二定律的發(fā)現(xiàn)，人類意識到第二類永動機(jī)也是不現(xiàn)實(shí)的。雖然能量是守恒的，但有效的能量會越來越少。煤炭的有用能很高，但它們?nèi)紵筢尫懦龅哪芰坎豢赡鼙蝗坑脕碜龉?，同時會產(chǎn)生一部分廢熱。

物理學(xué)家克勞修斯引入“熵”來表征有用能的多少。能夠用于做功的能量越多，熵越??；有用能越少，熵越大。以煤炭為例，沒有燃燒的煤炭熵值小，燃燒之后殘留下來的煤渣熵值大。

在一個孤立系統(tǒng)中，有用能會越來越少，熵會變得越來越大，這就是熵增原理。如果從自然界中不斷吸熱，以此實(shí)現(xiàn)持續(xù)做功，導(dǎo)致有用能增加，就會違背熵增定律，所以這種永動機(jī)無法被造出來。

另一方面，熵也可以用來表征系統(tǒng)的混亂程度。系統(tǒng)的混亂度越小，有序度越高，熵越小，反之熵越大。這可以用玻爾茲曼熵公式來描述：

S=k·logW

其中S為系統(tǒng)的熵；k為玻爾茲曼常數(shù)；W為微觀狀態(tài)數(shù)，其數(shù)值越大，系統(tǒng)越無序，熵值越高。這是一個非常奇妙的公式，它把微觀和宏觀直接聯(lián)系在一起。

對于孤立系統(tǒng)，熵總會自發(fā)地增加，有序度越來越小。熵增原理是不可逆的，以生活中的常見事物為例——破鏡無法自發(fā)復(fù)原，水和牛奶混合后無法自發(fā)分開。從某種意義上來講，熵增也代表著時間的流逝，時間是不可逆的，熵只會增加。

這條物理學(xué)定律會推導(dǎo)出一個令人絕望的宇宙大結(jié)局——熱寂。如果宇宙是一個孤立系統(tǒng)，隨著時間的推移，熵將會不斷增加，宇宙的混亂度會越來越大，有用能逐漸消耗掉。人類以及其他生命都是負(fù)熵體，為了維持機(jī)能，我們要不斷消耗有用能，這會增加整個宇宙的熵，加速宇宙的衰亡。

據(jù)估計，宇宙可能會在10^1000年之后消耗完所有的自由能，整個宇宙處于熱平衡，達(dá)到熱寂的狀態(tài)。到了那時，宇宙停止運(yùn)行，任何生命都不復(fù)存在。

很多人都說熵增定律會讓人醍醐灌頂，那么，大家是否有領(lǐng)悟到什么呢？