《协同学：大自然构成的奥秘》02

第二章：无序有增无已？世界的热寂

一、自然界的单行道
现象1：如加热铁条的一端，过了一段时间后整段铁条的冷热会趋于均匀，最终铁条的各处温度完全一致。

现象2：若把一个充满气体的容器与另一个空容器并列在一起，而抽掉两者之间的分隔物，那么气体就会咝咝地涌入空容器，直到均匀地布满两个容器为止。

二、什么是无序
奥地利物理学家路德维希.波尔兹曼首先成功给出了解释：这是因为变化过程总是朝着有增无已的无序方向进行。

例如一个房间的各种物品，它们所在位置有很多可能性，这就造成了无序状态。大量不同的可能性也是物理学中无序的量度。换句话说：有序并不是特殊情况，而无序也不是特殊情况，它们等价而存在，不同的是——有序更容易被我们感知，而无序则不易被察觉。例如{1，2}，{2，1}，{1，1}，{2，2}，如果将递增看作是有序，那么剩下3种是无序，这就是我们日常的认知：有序是特殊的，无序是一般的。如果从微观来看，每一种都可以理解成是等可能的。

现在来看一个仅由四个分子组成的气体模型：

这里作者举了一个例子，例子不够恰当但道理很精确：

一位教授的书桌看上去常常凌乱不堪，但如果清洁女工把书桌上的“一团糟糕”“整理”过后，这位教授先生第二天一来，定会大为恼火，因为，正如他所说的，他再也找不到他要找的东西了。

对这一矛盾可作如下解释：虽然由不在行的人看来书桌很凌乱，但哪里去找某一本书或一页手稿，教授却了如指掌。所以 尽管貌似混乱，但这里也只有一种他能从中找到所需之物的确定状态。但经过清洁女工整理之后，她创建了一种新的状态，这位教授就再也找不到他们“正确”的位置上的东西了。

现在分析一下其中的相似之处：
教授书桌的状态（有序1） → 清洁女工搬动（无序） → 整理之后的书桌（有序2）

盒子中的气体（有序1） → 气体分子运动（无序） → 气体达到新的平衡（有序2）

分子不断占有新位置的运动本身是无序的。

三、能量不断贬值

自然界无序性增长的趋势可以加以一定的限制。例如在容器中插入一块插板，就可以组织分子作进一步的分布，从而我们必须经常想到，自然界并非必然要达到最大的无序状态，而可以从外界加以限制。