192 【爭議】

192 【爭議】

馬哨剛剛講的是克勞修斯熵,但熵的內涵遠不止於此。

在後世,熵這個概念堪稱頂流中的頂流,所有學科都在樂此不疲地討論它。

自然科學和哲學對熵的討論曠日持久,文學影視作品也將它奉為座上賓,由它延伸的概念和理論多不勝數。

不提其它學科的討論,只在物理學的範圍內,熵也有三個重要歷史階段——克勞修斯熵、玻爾茲曼熵、信息熵。

每一個階段的更迭,都意味着人類對世界本質規律有了更深刻的理解。

接下來他要講的便是玻爾茲曼熵,也是後世最常被討論的熵。

至於信息熵,他並不打算講,畢竟是一百年後的東西,有些太過超前了。

“對一定的物質而言,氣體的熵比液體大,液體的熵比固體大。由此是否可以設想,熵其實是一種關於混亂、無序的度量?”馬哨緩緩說道。

“畢竟顯而易見,一團物質從固體變為液體、氣體,它的結構變得更加混亂,內部的粒子更加肆意地運動。”

馬哨踱步至黑板前,接著說道:“直覺或者說偏執告訴我,這個設想是對的……那麼,有沒有什麼辦法,為這個設想賦予數學表達?”

聽到這裏,許多人紛紛感到腦洞大開,驚奇不已。

“物質的混亂程度?這個要怎麼用數學表達?”人們不禁疑問。

“這真的可以做到嗎……”

馬哨拾起粉筆,直截了當地在黑板上寫下玻爾茲曼公式,並說道:“當然有辦法,這就是——熱力學第二定律的真實面貌。”

玻爾茲曼公式雖然簡潔,但如果想要人們理解,一番解釋自然少不了。

看着茫然的物理學家們,馬哨沒有急於解釋公式本身,而是說:“讓我們來設想這樣的場景,在一個盒子裏,有兩個氫氣分子……”

“分子?”話音未落,台下一陣議論。

此時人們對基本粒子的認知極其匱乏,而且不統一。

原子論尚有爭議,分子論更是沒什麼人認同。

“或者說原子也無妨。”馬哨想了下,改口道。

“我不認同原子這種東西,看不見摸不着,完全是臆測,物質應該是無限可分的!”有個物理學家當即抗議道,態度有些激烈。

馬哨笑了笑:“臆測?在我看來,無限可分才是毫無事實依據的臆測,人類什麼時候進行過無限次的分割?”

“從古至今,我們一直在進行有限的分割,依據經驗的原則,最合理的推測就是物質具有有限的可分性。”

“原子確實超出了我們的感官,但無限可分不僅超出感官,甚至超出一切經驗,更加虛無縹緲。”

“就像有隻螞蟻在桌面上行走,它的每一步都和上一步一樣踩在木質的桌面上,於是它便天真地以為腳下的木質平面是無限延伸的,這多麼荒謬。”

原子論本就是此時學術界最大的爭議性話題之一,各派爭論已久。

事實上,這場爭論要一直持續到愛因斯坦的時代。

馬哨一番話的語氣又並不平和,這更加激起了人們的熱議。

“他說的沒錯,原子論才是真理!”

“胡說八道,道爾頓的理論簡直是異端!”

“貝采里烏斯的信徒都是@%/!”

“你再罵!”

一時間,場面似乎有點失控。

馬哨見狀,連忙轉移話題:“關於原子論、分子論,我認為布朗運動是一個值得關注的案例,不久之後我會發佈論以文詳細闡述我的觀點,屆時歡迎各位批判……至於現在,我的演講主題並不是這個。”

好在教授們素質還不錯,沒有真的讓場面失控,不多時就安靜下來。

馬哨在黑板上畫了個示意圖,繼續說道:“是原子還是分子,又或者是其它的什麼微小顆粒,都不影響我接下來的論述,假設有盒子裏有兩個氫原子——姑且這麼說。”

“毫無疑問,宏觀上,這兩個氫原子的分佈有三種情況,全在左邊,一左一右,全在右側。”

“而在微觀上,三者對應的狀態數則分別是一種、兩種、一種……讓我們來畫一條曲線來表示它。”

“假設每種微觀狀態出現的概率相等,這條曲線反映的其實就是原子的分佈概率。”

“顯然,隨着原子數量的增加,這條曲線會越來越窄,原子會有更大概率較均勻地分佈在空間中,這和我們的生活經驗相符——空氣可以自發地擴散,而不會自發地收縮,我們幾乎不可能遇到空氣原子都集中到一處而導致人憋死的情況。”

一通講述過後,馬哨讓人們的目光重新回到玻爾茲曼公式:“現在我們可以理解這道公式的含義了,一個系統熵最大時,也就是處在最混亂、對應微觀狀態數最多的宏觀狀態。”

場面安靜了一會。

大多數人聽得似懂非懂,並沒有立刻理解玻爾茲曼熵的奧妙。

這也是情理之中,畢竟馬哨剛剛給出克勞修斯熵,不少人連克勞修斯熵都還沒弄明白呢。

但這難不倒馬哨,作為一個老師,這種狀態他在所有學生身上都看到過。

他的解決辦法很簡單,就是不斷地舉例子、打比方、出題目,如同工程師訓練人工智能那樣,向學生的腦海中灌輸大量的數據並進行標記。

這可能是唯一的辦法,畢竟很多認知是難以言表的,只能通過訓練的方式獲得。對多數人而言,密集的試錯與疊代的都是專業學習必須經歷的一個階段。

於是馬哨開始了風暴般的講解,提出了日常生活中的諸多案例,並出題考察,完完全全是一幅老師講課的姿態。

他完全有資格這麼做,作為一個一百八十年後的優秀教師,倘若他都不能教導這些十九世紀的前輩,大概只能說明人類是個沒有長進的種族。

隨着授課的進行,即使是教授們自己也不得不承認,眼前的這個擁有黃色面孔的印第安酋長,是一位無可挑剔的導師。

在這個當今世界的學術殿堂里,他的每一個聲調都彷彿是古希臘聖賢的迴響。

最終,除卻少數不學無術的混子教授,以及法拉第這種嚴重偏科的物理學家,在座的聽眾們大多理解了玻爾茲曼熵的概念。

只不過,理解並不意味着認同。

“各位還有什麼疑問嗎?”馬哨說道,並稍稍收斂了老師的姿態,以便讓自己看上去謙遜一些,“有疑問的同……嗯,朋友可以舉手示意。”

話音剛落,就有一個三十齣頭的男子舉手示意,他的位置比較靠後,這讓他不得不站起來,顯然不是什麼資歷深厚的學者。

“怎麼稱呼?”馬哨隨口道。

“喬治·布爾。”男子說。

聽到這個名字,馬哨不禁怔了一下。

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1840印第安重生

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