药不能停系列-----熵，时间的错觉
■ 永动机
学过中学物理的应该都知道，永动机是不能被造出来的，因为能量守恒的关系。
那好，现在天那么热，我要让房间温度降低，把取到的热能转变成电能给我手机充电行吗？就算充电不行，哪怕烧一壶水也行啊，这不违反能量守恒吧。但为什么现实中我开空调给房间降温，不单没有得到能量，反而要消耗电呢？
现在全球能源危机，地球70%以上的面积全是水，如果让海水的温度下降一度，取得的能量，足够全世界的人用上4000年！这也不违反能量守恒吧，能做到吗？
事实上，第二个想法在1881年已经有人实践过并失败了，这被称为第二类永动机。
第二类永动机失败的原因是因为它违反了热力学第二定理：一个孤立系统中的熵只会增加。
■ 熵
什么是熵呢？简单说，就是一个事物的混乱程度。
如果你房间乱得和狗窝一样，那么我们可以讲你房间的熵很高。打扫了一下，就是你把房间的熵变低了。如果你一直不打扫，又没有海螺姑娘来帮你，那么房间只会越来越乱。这就是前面所说的：一个孤立系统中的熵只会增加。
一幅完整的拼图，拼好的状态只有一种，乱七八糟的状态却有无数种。你拿着一个拼好的拼图左右晃，拼图一定是越来越乱的。所以事物从有序变到无序，变质上只是从低概率状态向高概率状态演变而已。
你突然一拍脑袋说：哦，原来“幸福的家庭（有序）都是一样的，不幸的家庭（无序）各有各的不幸”，说的就是熵？
恭喜你，已经会抢答了。
回到刚刚说空调的例子。温度是分子运动速度的表现，温度越高，分子运动越剧烈。有温差，就代表了一部分分子运动剧烈，一部分分子运动迟缓，这是一种低概率的有序现象。如果没有外力干涉，最终由于分子间的相互碰撞，运动速度会变得一样。所以不论你拿了一杯冰水，还是一杯热水放在桌子上，最终这杯水的温度会和环境一样。这就是熵在增加。
所以要让房间的温度下降，本质是要让熵降低，需要消耗有序的能量——比如电。因此你一个月花几百块钱付的电费，购买的其实不是电能，而是为了获得低熵。
同样的，和环境温度一样的海水，即使含有如此多的热能，但对我们而言是没有任何价值的。
■ 低熵体
现在我们知道，一个封闭系统内的熵只能增加。如果把整个宇宙看作一个封闭系统的话，那么宇宙的熵就是在不断地增加，最终达到热寂（heat death）。在那里，没有时间，没有生命，一切的热量都均匀分布，真正做到无一处不平均，达到共产主义所追求的大同世界，世界大同。
尽管一个系统内的熵只能增加，但也并不妨碍低熵体的出现，它们以其他物体的熵增为代价，维持自己的低熵。当把那些低熵体和环境的熵增一起考虑的时候，总体上的熵仍然是增加的。所以这并不违反热力学第二定理。
目前所知，生命体就是这样一类的低熵体。我们用人来举例。（本来想用狗来举例，但考虑到狗肉节的风波，表示爱狗人士惹不起。）人是有序的吗？当然，简直高度有序，都是两手两脚一个头加上五脏六腑，不论缺了哪个，要么活不久，要么变成残疾。不论在生活中遇到何种意外：被撞了、被打了、被感染了，太热了，太冷了，甚至只是吃坏了，都会让你受伤或生病（熵增）。
那生物是如何维持自身的有序结构呢？动物通过消化系统吸收其他生物的低熵，植物则通过叶绿素吸收太阳的低熵。前者以其他生物的死亡（熵增）为代价，后者以太阳核反应的衰竭（熵增）为代价。
在一个封闭环境内它们只能熵增：动物没有食物会饿死，并慢慢腐烂。植物没有阳光，会慢慢枯萎。
那么像是音乐、诗歌、美术、思想这样抽象的东西是低熵体吗？以音乐举例，音乐有序吗？答案也是当然的，音乐是一组有序的声音。哪怕是一个音节高了或低了些，声音大了或小了些，或者哪怕是缺了一个音符，整个音乐都会被破坏。
音乐只能由生物产生，因为音乐的有序是以生物的熵增为代价。
其他的也一样：诗歌是一组有序的语言，美术是一组有序的画面，思想是一组有序的电流和化学反应。这些都是由生物产生，以生物的熵增为代价的低熵体。
那为什么生物要产生这些东西呢？为什么孔雀有漂亮的尾巴，鸟类能够优美的鸣叫，人类会有发达的智商呢？为什么这些对生存并无甚大用的技能会存在呢？答案是低熵的证明：靠着炫耀这些低熵，生物体证明自己是优秀的低熵体，最终获得性选择的优势。
低熵传递的方向：
太阳==>植物==>动物==>音乐、诗歌、美术、思想……
■ 时间
通过相对论，我们知道时间不过是空间的一个维度而已。只是奇怪的是，既然时间和空间是一样的，为什么我们只能在时间中前进，不能后退呢？
这里有两个关于时间的箭头：
1、热力学箭头。时间的方向和熵增的方向一致。你只能看到一个杯子从桌子上掉下来摔碎，而不会看到地上一堆玻璃碎片跳起来变成一个杯子。（墨菲法则也是熵增的一种表现。）
2、心理学箭头。我们思想的方向与时间一致。我们只能记住过去发生的事情，无法记得明天发生的事。
又因为前面已经说过，思想是一种低熵体，需要以环境的熵增为代价来维持自身，所以思想的方向必然和熵增的方向是一致的。
那么热力学箭头和心理学箭头的方向一致不是必然的吗？进一步说，时间的箭头岂不是根本就不用存在？
时间根本就是双向的，只是我们只能延着熵增的方向才能思考。如果时间停止了，那么熵增也就停止了，而我们的思想也会停止了，结果就好像时间没有停止一样。如果时间倒退，那么整个系统的熵会减少，我们的思想也会倒退，我们会不记得倒退之前发生的事情，就好像时间没有倒退一样。
更进一步讲，难道不是连时间都不用存在了。只存在各种概率的事件，思想只是延着低概率事件向高概率事件移动的＂流＂，弄得好像时间真的存在一样。
■ 因果
因果是绝对时间观下的产物，也是人类的错觉之一。如果两件事情总是一先一后的发生，我们会把先发生的那个叫作原因，后发生的那个叫作结果。
假设时间发生错乱，因果就会变成下面的样子：
你回到过去,在自己父亲出生前把自己的祖父杀死。
但是如果祖父已经死了，那你就必定不会存在，也就不可能回到过去杀自己的祖父。
可以看到，仅仅是时间发生错乱，因果就开始乱成一团了。现在，如果时间甚至只是人的错觉而已，那因果会变成什么样子呢？（未完待续）
学过中学物理的应该都知道，永动机是不能被造出来的，因为能量守恒的关系。
那好，现在天那么热，我要让房间温度降低，把取到的热能转变成电能给我手机充电行吗？就算充电不行，哪怕烧一壶水也行啊，这不违反能量守恒吧。但为什么现实中我开空调给房间降温，不单没有得到能量，反而要消耗电呢？
现在全球能源危机，地球70%以上的面积全是水，如果让海水的温度下降一度，取得的能量，足够全世界的人用上4000年！这也不违反能量守恒吧，能做到吗？
事实上，第二个想法在1881年已经有人实践过并失败了，这被称为第二类永动机。
第二类永动机失败的原因是因为它违反了热力学第二定理：一个孤立系统中的熵只会增加。
■ 熵
什么是熵呢？简单说，就是一个事物的混乱程度。
如果你房间乱得和狗窝一样，那么我们可以讲你房间的熵很高。打扫了一下，就是你把房间的熵变低了。如果你一直不打扫，又没有海螺姑娘来帮你，那么房间只会越来越乱。这就是前面所说的：一个孤立系统中的熵只会增加。
一幅完整的拼图，拼好的状态只有一种，乱七八糟的状态却有无数种。你拿着一个拼好的拼图左右晃，拼图一定是越来越乱的。所以事物从有序变到无序，变质上只是从低概率状态向高概率状态演变而已。
你突然一拍脑袋说：哦，原来“幸福的家庭（有序）都是一样的，不幸的家庭（无序）各有各的不幸”，说的就是熵？
恭喜你，已经会抢答了。
回到刚刚说空调的例子。温度是分子运动速度的表现，温度越高，分子运动越剧烈。有温差，就代表了一部分分子运动剧烈，一部分分子运动迟缓，这是一种低概率的有序现象。如果没有外力干涉，最终由于分子间的相互碰撞，运动速度会变得一样。所以不论你拿了一杯冰水，还是一杯热水放在桌子上，最终这杯水的温度会和环境一样。这就是熵在增加。
所以要让房间的温度下降，本质是要让熵降低，需要消耗有序的能量——比如电。因此你一个月花几百块钱付的电费，购买的其实不是电能，而是为了获得低熵。
同样的，和环境温度一样的海水，即使含有如此多的热能，但对我们而言是没有任何价值的。
■ 低熵体
现在我们知道，一个封闭系统内的熵只能增加。如果把整个宇宙看作一个封闭系统的话，那么宇宙的熵就是在不断地增加，最终达到热寂（heat death）。在那里，没有时间，没有生命，一切的热量都均匀分布，真正做到无一处不平均，达到共产主义所追求的大同世界，世界大同。
尽管一个系统内的熵只能增加，但也并不妨碍低熵体的出现，它们以其他物体的熵增为代价，维持自己的低熵。当把那些低熵体和环境的熵增一起考虑的时候，总体上的熵仍然是增加的。所以这并不违反热力学第二定理。
目前所知，生命体就是这样一类的低熵体。我们用人来举例。（本来想用狗来举例，但考虑到狗肉节的风波，表示爱狗人士惹不起。）人是有序的吗？当然，简直高度有序，都是两手两脚一个头加上五脏六腑，不论缺了哪个，要么活不久，要么变成残疾。不论在生活中遇到何种意外：被撞了、被打了、被感染了，太热了，太冷了，甚至只是吃坏了，都会让你受伤或生病（熵增）。
那生物是如何维持自身的有序结构呢？动物通过消化系统吸收其他生物的低熵，植物则通过叶绿素吸收太阳的低熵。前者以其他生物的死亡（熵增）为代价，后者以太阳核反应的衰竭（熵增）为代价。
在一个封闭环境内它们只能熵增：动物没有食物会饿死，并慢慢腐烂。植物没有阳光，会慢慢枯萎。
那么像是音乐、诗歌、美术、思想这样抽象的东西是低熵体吗？以音乐举例，音乐有序吗？答案也是当然的，音乐是一组有序的声音。哪怕是一个音节高了或低了些，声音大了或小了些，或者哪怕是缺了一个音符，整个音乐都会被破坏。
音乐只能由生物产生，因为音乐的有序是以生物的熵增为代价。
其他的也一样：诗歌是一组有序的语言，美术是一组有序的画面，思想是一组有序的电流和化学反应。这些都是由生物产生，以生物的熵增为代价的低熵体。
那为什么生物要产生这些东西呢？为什么孔雀有漂亮的尾巴，鸟类能够优美的鸣叫，人类会有发达的智商呢？为什么这些对生存并无甚大用的技能会存在呢？答案是低熵的证明：靠着炫耀这些低熵，生物体证明自己是优秀的低熵体，最终获得性选择的优势。
低熵传递的方向：
太阳==>植物==>动物==>音乐、诗歌、美术、思想……
■ 时间
通过相对论，我们知道时间不过是空间的一个维度而已。只是奇怪的是，既然时间和空间是一样的，为什么我们只能在时间中前进，不能后退呢？
这里有两个关于时间的箭头：
1、热力学箭头。时间的方向和熵增的方向一致。你只能看到一个杯子从桌子上掉下来摔碎，而不会看到地上一堆玻璃碎片跳起来变成一个杯子。（墨菲法则也是熵增的一种表现。）
2、心理学箭头。我们思想的方向与时间一致。我们只能记住过去发生的事情，无法记得明天发生的事。
又因为前面已经说过，思想是一种低熵体，需要以环境的熵增为代价来维持自身，所以思想的方向必然和熵增的方向是一致的。
那么热力学箭头和心理学箭头的方向一致不是必然的吗？进一步说，时间的箭头岂不是根本就不用存在？
时间根本就是双向的，只是我们只能延着熵增的方向才能思考。如果时间停止了，那么熵增也就停止了，而我们的思想也会停止了，结果就好像时间没有停止一样。如果时间倒退，那么整个系统的熵会减少，我们的思想也会倒退，我们会不记得倒退之前发生的事情，就好像时间没有倒退一样。
更进一步讲，难道不是连时间都不用存在了。只存在各种概率的事件，思想只是延着低概率事件向高概率事件移动的＂流＂，弄得好像时间真的存在一样。
■ 因果
因果是绝对时间观下的产物，也是人类的错觉之一。如果两件事情总是一先一后的发生，我们会把先发生的那个叫作原因，后发生的那个叫作结果。
假设时间发生错乱，因果就会变成下面的样子：
你回到过去,在自己父亲出生前把自己的祖父杀死。
但是如果祖父已经死了，那你就必定不会存在，也就不可能回到过去杀自己的祖父。
可以看到，仅仅是时间发生错乱，因果就开始乱成一团了。现在，如果时间甚至只是人的错觉而已，那因果会变成什么样子呢？（未完待续）
