热力学第二定律，克劳修斯表述为：热量不能自发的从低温物体转移到高温物体，或者说不可能把热量从低温物体转移到高温物体而不引起其它变化；开尔文表述为：不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其它影响。这两种表述是等效的，都是指能量自发的只能从高温处向低温处传递和转化；如果要逆向，从低温处向高温度转移或转化必须要额外做功（消耗能量）。由此可以推导出：一个孤立系统的熵永不自动减少。所以热力学第二定律又称熵增定律。
“熵”在热力学中指的是一个孤立系统的总混乱程度。这是熵增定律最令人头痛的地方，这里的“混乱”不是我们常识中理解的杂乱无章的意思，它指的是一个孤立系统自发的趋向于热平衡系统，最终达到完全平均、绝对平衡的无特殊秩序的意思。完全平均、绝对平衡本来也是一种秩序，可是这样的秩序是完全没有差别的、找不到任何信息的，跟无秩序是别无二致的，所以完全平均、绝对平衡是一种无秩序的秩序，表示的就是无特殊秩序的“泛秩序（相当于没有秩序）”。“熵值最大”指的就是这种无秩序（混乱）的状态；而“熵”就是指未达到熵值最大前的混乱程度。
对熵增定律的解释最受到广泛认可的是“玻尔兹曼分布”，利用概率统计的方法，计算系统中的粒子各种可能的微观量子态的概率分布、概率测度或频度分布。通过计算，系统中粒子分布的最大概率就是熵值最大，也就是完全平均、绝对平衡的热平衡状态。玻尔兹曼分布完美的解释了熵增的过程，并且根据突现逻辑最终达到熵值最大也是必然结果。
根据玻尔兹曼分布，“熵值最大”就可以理解为一个孤立系统中能量（微观粒子）分布处于绝对平均的状态；系统中没有了位置的差异，失去了位置做功的能力，势能为零的状态。因此，“熵”也可以理解为是消耗势能的过程，标示的就是系统势能的消耗程度。熵增定律的前提是孤立系统，如果是开放系统，就可以将系统内部的熵增向系统外部环境释放出去，并且还有可能从外部环境吸收能量来弥补系统内部的势能损耗，从而形成一个局域性的减熵系统。比如生命系统就是一个阶段性、局域性的减熵系统。
本篇第3章论证过物质、能量、质量是同一的，而引力是质量的固有属性，只要有质量就会产生引力。根据能量守定律，能量不生不灭，所以质量-引力也是不生不灭的。因此，我曾一度认为引力系统的熵是不会增加的。后来才发现引力系统的熵减是以损耗质量-引力为代价的。比如，星云由于引力聚集成行星、恒星、白矮星、黑洞等，是从无序到有序（能量从相对平均分布的状态到向质点聚集的状态）的过程，但这个过程中由于温度的升高，星云的一部分质量被以电磁波的形式辐射了出去，所以这个减熵的过程消耗了质量（质量就是引力，损耗质量就是损耗了引力势能），就相当于是有额外的做功来维持这个可逆过程，因此总熵还是增加的，引力不能违返熵增定律。与冰箱不能减熵（消耗了电能）是一样的道理。但与冰箱不同的是，引力是自发的，是质量的固有属性；质量-引力永生不灭，因此孤立系统的引力就不可损失掉，只要引力存在就必然减熵，所以孤立的引力系统的熵永远不可能达到最大值，而是熵增熵减的无限循环。宇宙是一个孤立的引力系统（由于人类不可能经验宇宙的全部，也就更不可能知道宇宙之外是什么，所以宇宙对于人类而言就是一个孤立系统。），所以宇宙“热寂说”是不能成立的，我更支持“热环论”。
无论过去还是现在，都有不少人对熵增定律推崇备至，认为是宇宙中最至高无尚的法则、是绝对的真理。很明显这是非常盲目的一种自信。宇宙四大基本力都是自发的、建立秩序的力，宇宙之所以是有序的，而不是混乱的，就是因为四大基本力的存在。虽然引力不能绝对的抵抗熵增，但是熵增也不能消减引力分毫，引力与熵增是可以分庭抗礼的。然而强力和电磁力对熵增就不是这么客气了，在强力和电磁力面前熵增是无效的。“渐近自由原理”和“夸克禁闭理论”明确的证实了强子系统是绝对的熵减，没有熵增的；光子不衰变，证明电磁力也是不可能自发衰减的，熵增定律对于电磁力也是无效的。强力、弱力、引力、电磁力都是“负熵”，自发的势能。熵增与负熵是矛盾且统一的存在，并不是像有些人认为的那样“是至高无尚的”。
联系客服
