什么是熱寂說？熱寂說是對(duì)還是錯(cuò)？

熱寂”說是19世紀(jì)中期英國物理學(xué)家開爾文和德國物理學(xué)家克勞修斯根據(jù)熱力學(xué)第二定律所作的宇宙學(xué)推論。該理論認(rèn)為，整個(gè)宇宙是朝著單一的方向變化的，宇宙中一切機(jī)械的、物理的、化學(xué)的、電磁的、生命的等等各種能量，最終將全部轉(zhuǎn)化為熱能。而熱又總是自發(fā)地從高溫部分流向低溫部分，直至到達(dá)溫度處處相等的熱平衡狀態(tài)為止。按照克勞修斯的說法，“宇宙的熵趨向于極大。宇宙越是接近于這個(gè)熵是極大的極限狀態(tài)，進(jìn)一步變化的能力就越??；如果最后完全達(dá)到了這個(gè)狀態(tài)，那就任何進(jìn)一步的變化都不會(huì)發(fā)生了，這時(shí)宇宙就會(huì)進(jìn)入一個(gè)死寂的永恒狀態(tài)”。

至于它究竟是對(duì)是錯(cuò),只有經(jīng)過時(shí)間的檢驗(yàn)了

“熱寂說”一經(jīng)提出，即在科學(xué)界引起了軒然大波。
1.首先對(duì)“熱寂說”提出詰難的是麥克斯韋(J.Maxwell)。1871年，他在《熱理論》一書的末章《熱力學(xué)第二定律的限制》中，設(shè)計(jì)了一個(gè)假想的存在物——“麥克斯韋妖”。麥克斯韋妖有極高的智能，可以追蹤每個(gè)分子的行蹤，并能辨別出它們各自的速度。這個(gè)設(shè)計(jì)方案如下：“我們知道，在一個(gè)溫度均勻的充滿空氣的容器里的分子，其運(yùn)動(dòng)速度決不均勻，然而任意選取的任何大量分子的平均速度幾乎是完全均勻的?，F(xiàn)在讓我們假定把這樣一個(gè)容器分為兩部分，A和B，在分界上有一個(gè)小孔，在設(shè)想一個(gè)能見到單個(gè)分子的存在物，打開或關(guān)閉那個(gè)小孔，使得只有快分子從A跑向B，而慢分子從B跑向A。這樣，它就在不消耗功的情況下，B的溫度提高，A的溫度降低，而與熱力學(xué)第二定律發(fā)生了矛盾”。[9]麥克斯韋認(rèn)為，只有當(dāng)我們能夠處理的只是大塊的物體而無法看出或處理借以構(gòu)成物體分離的分子時(shí)，熱力學(xué)第二定律才是正確的，并由此提出應(yīng)當(dāng)對(duì)熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用范圍加以限制。
盡管麥克斯韋既沒有實(shí)現(xiàn)也沒有提出任何實(shí)際的實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)他的假說，但這個(gè)“熱力學(xué)第二定律的破壞者”卻困擾了科學(xué)界一百多年，成為科學(xué)家詰難熱力學(xué)第二定律并進(jìn)而反對(duì)“熱寂說”的著名假想實(shí)驗(yàn)。與麥克斯韋佯謬有關(guān)的還有后來洛歇密(Loschmid)提出的“可逆佯謬”和賽密羅(E.Zermelo)提出的“再出現(xiàn)佯謬”等都對(duì)單向不可逆性和熱力學(xué)第二定律提出了挑戰(zhàn)，實(shí)際上也是對(duì)“熱寂說”提出了挑戰(zhàn)。

祥見參考資料：