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整理人: jeter(2000-04-04 23:46:46), 站内信件
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摘自：赵凯华 《定性与半定量物理学》
第四章 自然界的物理学
第四节 宇宙
P270-272
“热寂说”的终结
1850年可劳修斯（R.Clausius)把焦耳的发现和卡诺的理论调和
起来，总结成热力学第一和第二定律，1854年他进一步引进“熵”的概
念，重新表述了热力学第二定律。“热寂说”几乎是从一开头就伴随着
热力学第二定律诞生和发展的。用可劳修斯自己的话说，热力学两条
定律意味着：
1 宇宙能量是常数；
2 宇宙的熵趋于一个极大值。
那就是说，全宇宙将达到热平衡，进入热寂状态。宇宙热寂的结局，
固然令人懊恼，但最令人不可理解的，为什么现实的宇宙并没有达到
热寂状态。因为长期以来，人们总是认为宇宙基本上是静态的，它在
时间上无始又无终，似乎它早就该处于热寂状态了。由于“热寂说”在
感情上和理智上都给人以强烈的冲击，可劳修斯的同时代人就曾群起
而攻之，但是很多反对意见都被可劳修斯驳倒了。当时批判“热寂说”
的观点中对后世影响较大的有两家之言。
1872年玻耳兹曼提出了“涨落说”。我们知道，正是他首先赋予了
熵的增加以统计解释。按照这种解释，热平衡态总伴随着涨落现象，
后者是不遵从热力学第二定律的。玻耳兹曼认为，在宇宙的某些局部
可以偶然的出现巨大的涨落，在那里熵没有增加，甚至在减少。这种
说法有一定的吸引力，但尚缺乏事实的根据。
1875-76年恩格斯在《自然辨证法》中写道：“运动的不灭不能仅
仅从质量上去理解”。根据这一原则，他有如下的信念：“放射到太空
中去的热一定有可能通过某种途径（指明这一途径，将是以后自然科
学的课题）转变为另一种运动形式，在这种运动形式中，它能够重新
集结和活动起来”。
在苏联（前）和我国的一些热学教科书中，除经常引用上面两种
说法来批判“热寂说”外，还有如下一些流行的论点。一种认为宇宙是
无限的，不是封闭的，因而不能把热力学第二定律推广到全宇宙，另
一种认为，这个问题的答案不可避免的要归到一种“原始推动力”，为
宗教迷信中“上帝创造世界”的说法开辟了道路。
多少年来总感觉对“热寂说”的批判说服力不强，没有真正解决问
题，现在看来，有的说法连前提也未必成立。如前所述，今天要对宇
宙是否无限作出科学的结论，为时尚早。现在回过头来看，“热寂说”
的要害在于忽视了引力场在宇宙演化中的作用。由于存在万有引力，
宇宙根本没有平衡态，它只能处于动态的演化过程之中。大爆炸宇宙
学使“热寂说”的佯谬迎刃而解，宇宙虽然不一定是无限的，但它不是
静态的。对于每个静态体系，熵有个可能达到的固定极大值；但对于
膨胀着的系统，每一瞬时熵可能达到的极大值也是与时俱增的，如果
膨胀得足够快，系统不但不能每时每刻跟上进程以达到新的平衡，而
且实际熵值的增长落后于最大熵值的增长，二者差距越拉越大.虽然
系统的熵不断增加,但它与平衡态(热寂状态)却相距越来越远。我们
的宇宙发生的正是这种情况。
总之,膨胀的宇宙模型以出乎意料的方式消释了“热寂”的疑团，
展现了完全另一副情景：宇宙早期是基本上处于热平衡的高温高密度
的“热粥”，从这个单调的浑沌状态开始，一步步发展出来越来越复杂
的多样化结构。于是，在微观上形成了原子核、原子、分子（从较简
单的无机分子到高级的生物大分子），在宏观上演化出星系团、星
系、太阳系、地球、生命，直至人类这样的智慧生物和越来越发达的
人类社会。古埃及神话中的凤凰鸟焚身于烈火之后，从自己的灰烬中
青春焕发的再生。这真是当代宇宙观的一个绝妙写照！宇宙不但不会
死，反而会从早期的“热寂”状态（热平衡态）下生机勃勃的复生。固
然，当今的宇宙学尚不能预卜宇宙的最终结局，但是折磨了物理学界
和哲学界一百多年的梦魇--热寂说，作为历史的一页，可以尽管放心
的翻过去了。
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※ 来源:．月光软件站 http://www.moon-soft.com．[FROM: 61.128.154.113]
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