广义热力学第二定律实验研究取得新进展
传统上,热力学第二定律指出,在能量转换和信息处理过程中,总有一部分能量以热或熵的形式散失到环境中,这被称为熵产生。但在微观尺度上,系统的变量时刻在波动,导致熵产生具有随机性,甚至可能短暂违反热力学第二定律。为了破解这一难题,科学家引入了一个假想的智慧生物——麦克斯韦妖,用于测量和控制单个分子运动。美...
超越牛顿第三定律:物质、生命和演化的统一科学
RamC.Poudel作者米凯译者梁金审校我们习惯于从不同的视角看待物质、生命和演化。本文受到经典力学和热力学的启发,提出一个简单但统一的理论框架。该框架将牛顿第三运动定律推广到包含生命和演化的领域。这种广义的作用-反作用(action-reaction)关系包含了尺度和时间
周末读书 |《投资思维》 投资世界,将认知变现必备的七大思维
熵增定律,又称热力学第二定律,被认为是宇宙当中最永恒的定律之一。这一定律提出,在自然过程中,一个孤立系统的总混乱度(即“熵”)不会减小,宇宙最后可能会变得无序和混乱。熵增的条件有两个,分别为系统是封闭的和无外力做功,打破这两个条件的限制就可实现熵减。物质、能量、信息是人的负熵,而新成员、新知识...
从热力学第二定律到第四定律:关于物理、生命、信息、认知的大统一...
第二定律也表达了一种对称性,但它表达的对称性同时也支配着第一定律。因此,许多人,例如爱丁顿[9],将其称为“自然界的最高定律”。(a)第一定律及万物的统一对于第一定律,关键在于对机械能和热量之间的等价性的发现、观测以及随后的证明[4]。在此之前,热量被认为是一个单独的守恒量(“热质”),正是对这种...
升维思考,降维行动
最笨的方法1,会死一个侍卫;方法2会死两个(或1个,或零个),方法3会死三个(或两个,或一个,或零个),总之一个维度需要获取一个信息,可能会死一个,或者提供零的信息。所以题目中有含糊的地方,到底是用最少的侍卫,还是死最少的侍卫?考虑到国王的残酷,我们姑且认为是前者。
探索| 物理学家的伟大贡献(中)
核心观点二:质能方程除了相对论,爱因斯坦的另一个伟大贡献是质能方程E=mc??的提出(www.e993.com)2024年10月16日。这个简洁而深刻的公式揭示了质量与能量之间的等价关系,即任何具有质量的物体都蕴含着巨大的能量,这种能量在质量完全转化为其他形式(如光或热)时释放出来。质能方程不仅为核能的开发利用提供了理论基础,更深刻地揭示了宇宙的基本...
物质、生命和演化的统一科学:超越牛顿第三定律
这样,容器的一侧温度会升高,另一侧温度会降低,从而可以利用温差做功,这似乎违反了热力学第二定律,因为熵似乎减少了。后续的研究表明,麦克斯韦妖并不违反热力学第二定律。信息的处理,包括信息的擦除,需要消耗能量,这会导致系统的熵增加,从而不违反热力学第二定律。参看《麦克斯韦妖文章》。***bodyforcesand...
熵与信息(三):麦克斯韦妖的百年纠葛
虽然克劳修斯对热力学第二定律的表述是,"热量不可能自发地从低温物体传向高温物体",但是完全可以等价地换成,熵只可能自发地增加,不可能自发地减少。熵的作用几乎就是一个辅助作用,它甚至都不能被直接测量到,就像是做几何题时画的辅助线一样,有可以更方便,没有也不是不行。
黑洞热力学: 起源、拓展及其理论结构
熵是热力学中的概念,也是无序度的体现.人们从日常生活中早已知晓,一个孤立系统的熵总是有随时间自发增加的趋势.比如,口袋里的手机线很快就会盘成一团,空气中的一团烟雾很快会扩散到整个房间.这就是热力学第二定律:孤立系统的熵只可能增加,而绝不会减少.然而,根据经典的引力理论——广义相对论...
热力学平衡态的含义
另一方面,第一和第二类定义中有些表述需要对宏观系统设定外部条件,例如要求系统是孤立系或者被置于不变的外部条件下。这些要求也同样会限制系统的相应状态不能发生宏观演化。相比之下,第三类定义不涉及时间,也可以不设置外部条件,因此允许所定义的平衡态发生演化。这类定义对于描述平衡态热力学过程是最友好的。这类...