,我一直在建议人们遵循更理性的思维方式……不管怎么说,至少在这里,一场物理学会议上,我们还是少谈些宗教话题吧。”
毫无疑问,马哨描述的宗教勾起了人们的好奇心,这也是他想要的。
但他没有多说,毕竟他不能做传教士,眼下也不是传教的场合。
“在这里,原劫或者说熵,是一个纯粹的物理上的概念。熵的内涵很复杂,从几年前想到它,一直到现在,我对它的理解不断被修正。”
“首先,我们来回顾卡诺的工作。”
说着,马哨再次转过身,在讲台后面的黑板上写下一些公式。
“我们可以对任意热循环过程做微分,将其约化为由大量卡诺热机叠加而来的热循环过程。接下来,根据卡诺的结论,我们得到这个结果……”
对于在座的许多物理学家们来说,这些都是他们熟悉的内容,不难理解。
当然,那些不懂微积分的物理学家除外——确实有这样的物理学家。
比如法拉第的微积分水平就很值得怀疑,大概率是不懂的。
法拉第出身贫寒,没有受过多少正规教育,远非一个精通数学的物理学家,他的工作基本都在实验领域,是出色的动手能力和物理直觉让他成为了一流的物理学家。
可以说,在同段位的物理学家当中,法拉第的数学水平可能是最差的那一个。
数学上的短板,也是他未能将电磁学的研究更进一步的原因,好在不久之后,年轻而又天才的麦克斯韦将替他完成这项使命。
片刻之后,马哨将公式中的一个变量圈出来,说道“这个变量,或者说状态函数,就是我所说的‘熵’。”
他圈出来的变量自然是克劳修斯熵,这也是“熵”的最早定义。
“……现在,我们不难发现,对于一个孤立系统而言,它的熵是一个无法减少的数值,熵变必然大于等于零。熵无法减少,便是反映了能量转化的方向性。”
“这里的不等式,也即热力学第二定律的数学表达。”他指着黑板上的克劳修斯不等式。
这一通操作下来,在场的物理学家们不得不服了。
如果说,发现热力学第二定律可以靠运气,但从这条定律中提炼出数学表达式,没有一番扎实的功底是万万做不到的。
“熵……我想用不了多久,这个词就会出现在所有的教科书上了。”汤姆森感慨地说。
“一个伟大的发现!”法拉第不禁拍手称赞,虽然他看不懂数学推导的过程,但凭借着超凡的物理直觉,他无疑感受到了熵的奇妙之处。
“啪啪啪——”随着他的掌声,其他物理学家也纷纷跟着鼓掌。
“谢谢。”马哨笑了笑,礼貌地回应着。
然而随后他便收敛了笑容,话锋一转“不过,这并不是我最终的思考结果,也远不是热力学第二定律的真正面貌。”
掌声迅速平息,人们安静而又诧异地看着他。
在他们看来,刚刚的演讲已经称得上是物理学的典范,然而马哨却告诉他们,这并不是结果?
面对着众人疑惑的目光,马哨神色平静,缓缓说道“我们用数学表述了热力学第二定律,但是我想你们都注意到了,‘熵’这个概念似乎还没有实际的物理意义与之对应。”
“这个问题困扰了我许久。经过长期的思考,我得到了一个比较满意的答案,正是因为这个答案,我才会将该变量命名为‘熵’——阿帕奇语中的‘原劫’,一个象征着无尽劫难和考验的概念。”
停顿了一下,马哨又道“接下来,我们来探讨‘熵’的本质。”