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| 2009/02/15 16:53:12 瀏覽8209｜回應173｜推薦440 | |
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講到世界末日，不能不提到「熱力學第二定律」。 在熱力學第二定律中，有一個特別的參數，叫做「熵」(entropy)。註一 「熵」又有個別名，叫做「時間的箭頭」(arrow of time)。 為什麼叫做「時間的箭頭」呢？因為熵指出了「時間的不可逆性」(irreversibility of time)。 它指出宇宙的發展是沿直線前進，從有秩序變為無秩序，從條理分明變為完全混亂，而最終的結局是死亡與毀滅。 根據這個科學定理，我們知道佛教的輪迴觀是荒誕無稽的幻想，而回到過去的時光機則永遠不可能實現。 熱力學第二定律有三個聲明。從科學辯證的角度來看，三個聲明講的其實是同一件事。 先從第一個聲明開始講起，這個聲明是在1850年由克勞修斯（Rudolf Clausius）提出，所以又叫做克勞修斯聲明： 一，熱不可能自發地、不付代價地從低溫物體傳到高溫物體。 舉個簡單的例子： 把一杯攝氏十度的涼水，放在一個室溫二十度的房間裏，熱量一定是由二十度的空氣傳到十度的涼水，讓水的溫度上升至最終接近二十度的室溫，而室內空氣溫度則輕微地下降。 相反地，熱量絕對不可能會從十度的涼水傳到二十度的空氣，讓室內空氣溫度上升而這杯水變成冰塊。在自然情況下，這種情況是絕對不可能會發生的。 涼水在室溫下不可能變成冰塊，除非我們把這杯水放到冰箱的冰庫裏，但這表示我們必須用到冰箱的壓縮機，必須消耗能源，必須作功強迫熱交換，也就是說，必須付代價。 但是我們付的代價，註定不能百分之百回收，而消耗的能源，必定在過程中有所損失。這就是定律的第二個聲明，由凱爾文（Lord Kelvin）在1851年提出，所以又叫做凱爾文聲明： 二，以循環的方式把熱能轉為功，再將功百分之百轉為熱源，是絕無可能的。 換句話說，在能源的使用過程中，一定會有消耗，有浪費。沒有任何的方式，能夠百分之百地使用能源而不產生廢熱。沒有任何的機器，能夠完全依賴本身的能源，自給自足地運轉而不依靠外來的能源補充。 為什麼呢？ 記得剛剛才提過，熱能一定是由高溫物體傳到低溫物體。如果兩者溫度一樣，就不會有熱能的傳遞。因此，所有利用熱能的機器，都是從這由高溫到低溫的熱傳遞過程中截取能量，轉為機械功（Mechanical Work）。 也就是說，從高溫物體傳出去的熱能，一部分轉為機械功，剩下的就不得不傳給低溫物體，成為「廢熱」，或稱為「不可利用的能量」（Unavailable Energy）。 有沒有消除廢熱的方法呢？很遺憾的，完全沒有。用前面的電冰箱做例子好了： 冰箱的廢熱是由冷凝器排出，傳給周圍較低溫的空氣。你說：「電費太貴，我要省錢，我要消除廢熱，讓熱能傳回電冰箱再利用。」於是你把冰箱放在一個隔熱大箱子裏，心想，「這下子廢熱排不出去，冰箱可百分之百地利用電能了。」 猜猜看，冰箱會發生什麼事？ 沒錯，冰箱壞掉了。因為一旦周圍空氣的溫度升至和冷凝器的溫度一樣高，廢熱無法排除，整個運作的系統就無法形成一個熱循環，電冰箱根本無法運作。 由此可知，每次的熱交換，一定會對周圍低溫環境釋放出廢熱，也就是「不可利用的能量」。而「熵」，就是衡量這「不可利用能量」的指標。 於是，我們得到了定律的第三個聲明： 三，在系統中任何的熱交換，結果必定造成整個系統熵值的上升。 前面說過，熵（代號 S）是衡量熱的狀態函數，它的值是系統熱量（Q）除以系統絕對溫度（T）： S = Q / T 繼續用水的例子作說明：攝氏十度的水，它的絕對溫度是283K；而攝氏二十度的周圍空氣，它的絕對溫度是293K；在這自發性的熱交換過程中，假設有一焦耳的熱量從周圍空氣傳到杯中的水，我們可以推論出： 水的熵值上升，因為它吸收熱量，變化的幅度是 1/283；空氣的熵值下降，因為它喪失熱量，變化的幅度是 -1/293。整個系統熵值變化，是水的熵值變化加上空氣的熵值變化： 1/283 + (-1/293) 相信誰都看得出來，這個值是正的。也就證明了，任何系統內的熱交換，結果一定是造成整個系統熵值的上升。註二 前面提過，熵是衡量「無法利用能量」的指標。從分子運動論的觀點來看，熵也可以說是系統內分子的混亂程度，所以也有人稱熵為「亂度」。 舉個例子說明： 想像一下，一個房子內有兩個房間，隔著一扇絕熱的門，一個房間裝的是冷空氣，一個房間裝的是熱空氣。 在門打開之前，冷空氣分子和熱分子分開，井然有序。 一旦把門打開，熱分子自動往冷房間跑，冷分子自動往熱房間跑，一直跑到兩邊溫度完全一樣。這個時候，熱空氣所傳給冷空氣的能量，完全均勻地分布兩個房間當中。 注意，房間中的能量並沒有消失註三，但是由於溫度一致，熱能不能再流動，於是成為了不可利用的能量。 而就在熱能完全變成不可利用能量的同時，兩個房間內的分子混亂程度達到最高，也就是熵值達到了最高點。註四 朋友們，看到這裏，希望你大腦的混亂程度還沒有達到最大值，因為這篇文章才剛剛開始三分之一而已。 記住，前面說過，要把混亂變成有秩序的狀態，一定要作功、要消耗能量。所以加油吧，運作你的大腦、燃燒你的脂肪！看完這篇文章之後，不但對靈魂有幫助，對身材也有好處。 熱力學第二定律，簡單一句話，就是： 「整個宇宙，正不可逆地從有秩序往混亂的方向前進，直達到完全混亂的狀態。」 換句話說，末日已是必然，只是到達早晚的問題。 所以有人喪氣地把熱力學第二定律稱為死神之手，不是沒有原因的。 其實，就在我們的生活作息中，這種自發性的混亂趨向舉目可見。比方說你回到家，吃飯、洗澡、看電視、上網、睡覺，不出一個禮拜，你就會發現房間凌亂不堪、東西四處擺放、碗盤堆在水槽裏、垃圾積屯發臭．．．而這一切的混亂狀況，完全不用花費你力氣；你只要和平常一樣地吃喝拉撒，不做任何特意的整理打掃，很自然地，你的房間就會往混亂的方向快速前進。 相反地，如果你想要維持房間為有秩序的狀態，你就必須用心地、定期地整理收拾。而作這些整理工作，你必須付代價、必須作功、必須消耗能量。 這一陣子很多人忙著歲末大掃除，這就是熱力學第二定律的好證明。如果不是房間自動自發性地越來越亂，我們又何苦每年一次勞師動眾地打掃整理呢？註五 微觀的個人生活是如此，那麼宏觀的地球環境呢？ 根據2007年的IPCC研究報告註六，全球平均表面氣溫在二十世紀上升了0.6℃。自1850年有全球表面氣溫儀器記錄以來，其中最暖的十二年，有十一年是在最近的1995年到2006年當中。而過去的五十年，每十年全球溫度上升0.13℃，是過去一百年暖化速度的兩倍。 全球溫度的上升，正是整個地球環境熵值上升的最好證明。 記得熵值代表系統的混亂程度嗎？ 2003年歐洲經歷了自1949年以來最熱的一個夏天，高溫熱死多人；2004年德國卻在七月夏天下雪，創造了十年來最低溫度紀錄；2005年全球氣溫上升到史上的第二高溫；2007年英國經歷了八十六年來最暖的冬天，但2008年的英國冬天卻創下了二十年內的最低溫紀錄；去年初中國南方才發生了百年一遇的大雪災，還不到一年，香港天文台卻紀錄了十年來氣溫最高的冬至．．． 不知道大家有沒有注意到？最近幾年全球各地的暴雨、旱災、大雪、冰雹、颱風、洪水，常常在不該發生的地方、不該發生的時候發生。氣候的反常和不規則，越演越烈；整個天氣系統，明顯地往混亂的方向快速前進。 根據熱力學第二定律，世界的趨於混亂滅亡不可避免；但是，有必要死得這麼快嗎？ 到底是誰，故意把這末日時鐘調快呢？ 就是這世界上的人。 導致全球溫度上升和熵值增加有三大因素：燃燒化石燃料，森林砍伐，和HFCs製冷劑（六成來自空調和冰箱）註七。每一樣原因，都是來自於人類的工業、商業、和消費活動。 也許有人要說：「我們不得不生活啊！食衣住行，都是人類的正常活動，能不做嗎？」 是嗎？這些活動，真的都是人類不得不進行的嗎？ 拿台灣佔一席之位的高科技業來說好了。每年、每季、甚至每月更新的消費電子產品，我們難道真的這麼需要？時間一到，非得汰舊換新不可？ 一位UDN網友，以自己修理手機的慘痛經驗，寫了篇精采的文章，一語道破了科技業的快速發展，不在於滿足人的真正需要，而在滿足於科技大亨的真正貪婪。註八 越來越多功能的手機、越來越高畫質的電視、越來越大容量的硬碟、越來越多像素的相機．．．人一旦沒有了這些東西，難道真的活不下去？它們是真的改善了消費者的生活品質？還是肥飽了科技大亨的口袋？ 有沒有想過，那些隔一段時間就被強迫淘汰的舊型科技產品，最後到了那裏？自動消失不見了？CBS的六十分鐘節目，追蹤到了這些高科技垃圾的去向；當你看到影片中戴奧幸燃燒所冒出的黑煙，不要懷疑，它們正讓你的冬天越來越熱、而你小孩的過敏越來越嚴重。註九 貪婪浪費、過度的開發、瘋狂的生產、死命的促銷、無益的購買．．．人類不可能不為這些罪惡付出代價。 前面提過，每樣活動，不管是工業性的、商業性的、或是消費性的，結果都是產生廢熱，讓整個地球的熵值上升，混亂度愈發提高。換句話說，活動越多，能源越耗，混亂越增，死得越快！ 那麼，如何能夠讓人類從加速的自我滅亡中，冷卻下來呢？ 你想到了嗎？ 對啦！就是目前的金融風暴和經濟蕭條。 六年要耕種田地，也要修理葡萄園，收藏地的出產。第七年，地要守聖安息，就是向耶和華守的安息，不可耕種田地，也不可修理葡萄園。（利未記 25:1-4） 守安息年、讓大地休息，是上帝對以色列人神聖的誡命。上帝早知道人類過度的生產交易消費，只會剝削自己的環境、加速自己的滅亡。守安息年的命令，實在是上帝慈愛的美意。 可惜的是，人類歷史上，包括以色列在內，沒有一個國家或民族遵守過這個命令。沒有一個國家不貪婪，沒有一個民族不浪費，沒有一個願意享受上帝所賜的安息，偏偏要忙碌勞苦、汲汲經營、虐待自己也虐待環境，最後平白折損、一無所得。 主耶和華─以色列的聖者曾如此說：你們得救在乎歸回安息；你們得力在乎平靜安穩；你們竟自不肯。（以賽亞書 30:15） 當以色列人的貪婪浪費，對窮人的剝削欺壓，到了罪貫滿盈的時候，上帝的審判來臨： 巴比倫攻陷耶路撒冷，猶大亡國。 亡國之後，所有的猶太人被擄到巴比倫，以色列境內成為荒野，無人居住耕種，地土就這樣荒涼了七十年，直到波斯王釋放以色列人回國為止。這荒涼安息的七十年，就補足了以色列人在進入迦南地後所沒有遵守的安息年數。 以色列人在亡國之前，上帝差派祂的先知耶利米這樣形容他們： 因為他們從最小的到至大的都一味地貪婪，從先知到祭司都行事虛謊。（耶利米書 6:13） 朋友們，你仔細看上面這段經文，形容的不就是今天的華爾街嗎？次級房貸、投資銀行、貝爾斯登、雷曼兄弟、馬多夫．．．今天世界上的貪婪浪費既然以美國居首，上帝的審判也自然從美國開始。金融風暴和經濟蕭條最先發生在美國，絕非巧合。 但是，上帝的審判，也是上帝的憐憫。人類荒腔走板的經濟活動冷卻下來的同時，人類自我毀滅的瘋狂過程也暫時停頓。 2009年，是上帝強迫的安息年。 讓地球稍微休養生息，喘一口氣；讓人們在放慢下來的步調裏，尋求上帝；讓還不認識上帝的人，在這個世界所剩不多的有限日子裏，讓他們有機會接受耶穌基督的福音而得救。 朋友們，你呢？ 你打算繼續勞碌地積蓄錢財，然後在下一次的金融風暴裏再次賠光？ 還是你願意靜下心來，思考你的一生，細細回顧你過去辛苦建立的家產事業，到底有何意義？在這個對未來充滿徬徨不安的年度，你是否願意尋求那位創造你、愛著你，看顧著你、更願意救贖你的上帝？ 當趁耶和華可尋找的時候尋找，相近的時候求告祂。 （以賽亞書 55:6） 朋友們，其實你的一生，就是熱力學第二定律的最好寫照： 你原本是一個低秩序、低組織、低規律的受精卵，由母親體內不斷吸收養分能量，逐漸長成高秩序、高組織、高規律的嬰兒；出生之後，你不斷地攝食、發育、學習、成長，這一切消耗能量、提高秩序的人生過程，似乎都是逆反熱力學第二定律的．．．直到你死的那一天。 你死亡後屍體分解，系統趨向完全的紊亂，分解後的有機物和周圍環境的熵值一齊增加。到頭來，熱力學第二定律還是贏了你。 就如一家棺材店招牌所說的：「總有一天等到你」。 你或許會說，「不要緊，我若功成名就留芳萬古，就算我死了，後世的人也會記得我。」 問題是，那些記得你的人也得死，他們死光之後呢？ 就拿 UDN 部落格的文章來說好了。這幾天電小二考慮將久未登入的部落格刪除；有些網友忍不住為已過世的網友求情，讓他們的部落格留下來作紀念。這個想法很好，電小二也很有人情味，願意通融留下這些部落格．．．註十 問題是，這些作者已逝的部落格，能留多久呢？十年，還是二十年？幾十年後，UDN 還在嗎？這些求情的網友還在嗎？你、我，還在嗎？ 既然這整個世界都得毀滅，你我留下的一切建築、物品、遺跡、手稿、紀錄，只不過都是這個即將毀滅世界的一部分，留下來有何意義？又能留下來多久呢？ 以色列歷史上智慧最高、財富最大、妻室最多、國力最強的所羅門王，寫下這麼一句話： 虛空的虛空，虛空的虛空，凡事都是虛空。人一切的勞碌，就是他在日光之下的勞碌，有甚麼益處呢？（傳道書 1:2-3） 朋友們，在這個虛空又終究要毀滅的世界裏，我們的人生其實毫無意義。 除非，我們和永恆的上帝有了連結，有了關係。 而誰才能帶我們進入永恆上帝的關係呢？ 只有一位： 就是那位人類歷史上、唯一一個違反熱力學第二定律的人，耶穌基督。 基督照聖經所說，為我們的罪死了，而且埋葬了；又照聖經所說，第三天復活了。（哥林多前書 15:3-4） 看看這些人：孔子、孟子、莊子、老子、蘇格拉底、柏拉圖、尼采、釋迦牟尼、穆罕默得．．．人類歷史上所有的君王、哲學家、宗教教主，沒有一個贏得了熱力學第二定律，沒有一個不得不死，沒有一個活轉回來，沒有一個不臣服於死亡的權柄之下。 正如聖經所說： 從亞當到摩西，死就作了王，連那些不與亞當犯一樣罪過的，也在它的權下。（羅馬書 5:14） 唯一一位打破了死亡的權柄，從死裏復活的，只有耶穌基督。 耶穌對她說：「復活在我，生命也在我。信我的人雖然死了，也必復活，凡活著信我的人必永遠不死。你信這話嗎？」馬大說：「主啊，是的，我信你是基督，是神的兒子。」（約翰福音 11:25-27） 朋友們，馬大這位姐妹信了，也得到了永生。 你呢？你信不信呢？ 聖經上告訴我們，因為人類的罪惡，這個世界的滅亡早已定案。 天地都要滅沒，祢卻要長存。天地都要像衣服漸漸舊了；祢要將天地捲起來，像一件外衣，天地就都改變了。（希伯來書1:10-12） 當金融風暴平靜，經濟寒冬過去，人類的貪婪又開始剝削地球，生態環境繼續越發混亂，末日時鐘再次快速地滴答前進．．．朋友們，你，難道就這麼甘心地和這個世界一同走向滅亡？ 上帝在這個世界滅亡之後，預備了一個新的天地，給所有因為信祂而在末日復活的人，一個永遠平安喜樂的家鄉。 朋友們，你，願意接受這個邀請嗎？ 我又看見一個新天新地；因為先前的天地已經過去了，海也不再有了。我聽見有大聲音從寶座出來說：看哪，神的帳幕在人間。他要與人同住，他們要作他的子民。神要親自與他們同在，作他們的神。神要擦去他們一切的眼淚；不再有死亡，也不再有悲哀、哭號、疼痛，因為以前的事都過去了。（啟示錄 21:1,3-4） 註一：熵這個字有人唸「商」，但注音輸入得用「ㄉ一」，英文是 entropy，由希臘文的 εντροπίας 而來：原意是「內向」，亦即「一個系統不受外部干擾時往內部最穩定狀態發展的特性」。 註二：真正嚴謹的數學證明需要用到微積分，在此不多做說明，有興趣的讀者們請自行找資料研讀。 註三：熱力學第一定律（能量守恆定律）：一個封閉系統的能量不會改變。 註四：有個網上動畫，可以幫助讀者理解：把動畫中右邊的藍色分子想成冷空氣，左邊的灰色分子想成熱空氣。在冷熱均衡的過程中，藍灰分子互相混合，混亂程度不斷地增加，熵值不斷地上升；一直到熵值達到最大，系統內混亂度達到最高，變成不藍不灰為止。 註五：系統內混亂程度自發性地變大，也可以用機率學來解釋：試想你手上有十塊磚頭，往地上一丟，這十塊磚頭疊成一面磚牆的機率，和變成一堆亂石的機率，哪一個高呢？當然是變成亂石的機率高。長期來看，自然界是往機率大的方向前進，也就是越來越混亂的方向前進。 註六：認識到潛在的全球氣候變化問題，世界氣象組織 （WMO）和聯合國環境規劃署（UNEP）於1988年建立了政府間氣候變化專門委員會（IPCC）。IPCC 在2007年2月2日發表了第四份全球氣候評估：2007氣候變化的物理基礎:決策者摘要 註八：參閱網友陳心怡小姐文章：科技，來自貪婪的人性 |
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| ( 時事評論｜財經 ) |
