江苏十一选五下载:為什么有絕對零度?時間的流動居然源自于熱?

下载江苏十一选五开奖结果 www.qktns.com 什么東西是熱?

19世紀中葉,物理學家們還認為,熱是一種流體,叫做“熱質”,或者是兩種流體,一冷一熱。這種想法被證明是錯誤的。最終,英國的物理學家麥克斯韋和奧地利物理學家玻爾茲曼,發現了熱的本質。

他們發現,一個發熱的物體,之所以發熱,完全是因為他體內的原子運動的速度更快。所以,冷空氣之所以冷,是因為他的原子(或者說分子)跑得比較慢,而熱空氣之所以熱是因為空氣中的分子跑得比較快!

為什么有絕對零度?時間的流動居然源自于熱?

分子熱運動

這就解釋了我們的好奇,為什么宇宙中,最高的溫度可以達到十億,甚至數十萬億攝氏度,而最低的溫度,卻僅僅只有-273.15℃?因為冷的物體中,原子跑得比較慢,如果慢到一定程度,所有的原子動能為0,再也不做隨機運動,這時候溫度就有了一個最低值!即絕對零度!

為什么絕對零度不可能被達到呢!因為我們即使憑經驗也知道,熱量總是從熱的物體跑到冷的物體上的。一旦有物體達到絕對零度,一定會有更熱的物體給他傳送熱量,讓他高于這個溫度。所以絕對零度可以無限被接近,但永遠不可能達到。

那這里就出現了一個問題,為什么熱量總會從熱的物體自動的跑到冷的物體上呢?

這是一個非常關鍵的問題,因為他可能涉及到時間流動的本質。我們對于時間的認知,是他有著“過去”和“未來”,而且永遠朝著一個方向往前走。但如果不發生熱交換,會發生什么呢?我們會看到的“現在”和“未來”將會是一模一樣的。舉個例子,一個鐘擺,如果沒有摩擦,這個鐘擺可以一直擺動下去,如果我把這個擺動給錄下來,不論是正著播放,還是倒著播放,我們是完全看不出來,是誰在前、誰在后的。這個時候,我們能分的清過去和未來么?但是一旦出現摩擦,有了熱交換,一切都不一樣了,鐘擺會微微加熱底座,損失了能量,速度也會減慢。我們就能很清楚的去辨別現在和過去。

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時間之箭

換句話來說,只有存在熱交換,過去和未來才有意義。

可問題來了!為什么熱量會從熱的物體,跑到冷的物體上呢?玻爾茲曼發現了其中的原因,這個原因讓我們大跌眼鏡:這完全是隨機的。因為從統計學的角度上看,一個快速運動的原子,更容易撞上一個冷的原子,而冷的原子更難撞上熱的原子。在這種情況下, 能量更傾向于平均分布。(看到這段話,是不是有些眼熟?沒錯,不久之后,偉大的克勞修斯就提出了“熵”)。所以,這完全是個概率問題!

可!等等!概率?你居然說概率?那個時代的物理學,追求的都是優美,都是確定性的理論。我們可以通過優美的牛頓定律,計算出星系的運動;可以通過麥克斯韋的方程組,知道磁場電場的流向!可輪到熱的時候,一切確定的推導都沒有,只有概率?概率是個什么鬼?

將“概率”引入物理學的核心,直接用他來解釋熱動力學的基礎,這一做法起初被認為荒謬之極。1906年9月5日,玻爾茲曼在里亞斯特的杜伊諾鎮附近自縊而亡,到死都沒有等來自己理論被認可的那一天。為什么有絕對零度?時間的流動居然源自于熱?

上帝不擲骰子

其實,這個概率的引入,是源自于我們人類對于世界的無知。什么意思呢?舉個例子,愛因斯坦有一句很有名的話“上帝不擲骰子”。為什么這么說呢?因為上帝擲骰子跟人擲骰子完全不一樣。如果上帝擲骰子,在出手的那一瞬間,上帝就知道骰子的起始速度,旋轉的方向,空氣的阻力,地球的自轉,甚至空氣濕度對結果的影響。這些數值上帝都知道并且能夠精確的運算,所以在出手的那一瞬間,結果就已經確定了??扇酥厲蛔硬灰謊?,這個信息我們無法得知,只能通過概率的統計來計算“6點”朝上的概率大概是1/6。所以熱力學也是,從概率上來說,原子碰撞時,熱量從熱的物體到冷的物體,比從冷的物體到熱的物體,概率大的多。而且隨著時間的推移,熱量更傾向于平均分布。

那么我們清楚了,原子無規則運動,讓我們了解到了“熱”的本質。“概率”讓我們了解到了“熱交換”的本質。而熱交換能夠讓我們明確時間的“過去”和“未來”,了解了“時間流動”的本質。

可“時間的本質“是什么?這個誰都不好作答,只能靠偉大的科學家們,繼續上下而求索。

  

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