解讀宇宙中神秘的概念:熵,它是宇宙萬物存在的基礎!
更新于:2025-03-26 07:55:07

在浩瀚宇宙中,地球每秒鐘吸收的太陽能量達到驚人的9×10的15次方焦耳,這個數位大到超乎想像。儘管如此,我們星球卻也如同一個反射鏡,將幾乎相同數量的熱量輻射回冷謐的太空。地球的溫升是另一個相關的但獨立的現象。

那麼,在能量的這種看似無休止的來去之中,我們是如何利用那份寶貴的能量的呢?

關鍵點並不僅僅在於能量本身,更在於那份有用的能量。當能量以低熵狀態存在,它便成了我們所能利用的資源。例如電池中的能量雖然一直保持不變,但因為其具有不同的使用價值,所以它們的狀態並非一成不變。

如同大壩後蓄積的水流,其蘊含的能量巨大且可被利用,會一直流動直到兩端能級相等,卻不會逆流回大壩。或者一冰塊在熱水中會持續融化,直到兩者溫度一致,你絕不會看到一碗溫水內突然凝結出一個冰塊,儘管總能量保持不變。

所以,有用的能量就是那些能夠被我們利用、處於低熵狀態、不平衡的能量。利用這些能量,我們可以驅動渦輪、推動活塞,或者融化冰塊。

與之相對的,無用的能量則靜靜地存在於廢棄熱量、噪音或是一個球體的勢能中,我們對它無能為力。石油和空氣中蘊含的低熵有用能量,能讓汽車加速、減速、停止。

儘管地球總能量守恆,但有用的化學能被轉化為無用的高熵熱和噪音,這些能量雖然存在,我們卻無法再用於驅動汽車,從而變得不可再用。

這一點也適用於地球本身。太陽向我們發送有用的、低熵的能量,主要以可見光的形式,這些能量在地球表面經歷一系列過程后被吸收,最終我們以高熵狀態向宇宙輻射出去。

每當我們接收到一個可見光的光子,我們會放射出大約20個紅外光子。儘管能量收入與支出相抵,但熵值卻增加了20倍。

設想一下,如果夜空的溫度和太陽一樣,我們接收到的能量會更多,但地球會迅速達到一個高熵的平衡狀態。

儘管能量充足,但所有能量都同樣均衡,因此都失去了作用。生命、移動的車輛都不復存在,並非因為缺乏能量,而是因為所有能量都均衡得無法被利用,整個宇宙將陷入寂靜,時間也會停擺,因為時間本身已經失去了意義。