五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】论物质怎样产生精神 -- 唵啊吽

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家园 耗散结构很奇妙,热传导/生命也可以用概率统计学结果来解释

赞,这篇写得太好了,尤其是解释大脑思维过程的那段,耗散结构很奇妙。

PS:我一直觉得熵的概念很不好理解,我觉得用统计学结果来说明热扩散更通俗易懂,

忘了是从哪里看到,用概率统计学来解释气体的扩散运动,假设如下图,有两个密度

不同的气体区域,从概率上说,每一团气体内部的分子运动方向是毫无规率的,气体

分子可以向任何方向上运动。假设它们之间有一个分隔面,那么每一个气体分子穿过

分隔面H跑到对面的概率都将是相同的,但由于A单位空间内的分子个数多,在统计学

结果看,在同一单位时间T内,穿过H由A运动到B的分子数目,会大于穿过H从B运动到

A的分子,于是就产生了我们所观察到的气体扩散运动。

若用A来表示区域A内气体分子的单位密度,用B来表示区域B内气体分子的单位密度,

用P来表示气体分子在各个方向上的运动概率,用T来表示时间单位,我们就可以用一

个简单的公式来解释这种扩散运动:

A x T x P > B x T x P

由于T,P是已知不变的,而A > B,所以上式是成立的。

气体A | 气体B

(密度高) | (密度低)

分隔面H

同样也可以用概率统计学结果来解释热传导,假设热能表现为物质粒子的动能,假设

分子动能表现为粒子运动的剧烈程度,假设分子间动能的传递通过分子撞击来传导,

借用上图,单位时间内区域A内粒子撞击区域B内粒子的事件要多于区域B内粒子撞击区

域A内粒子的事件,也就是说单位时间内由A传到B的分子动能总量要大于从B到A区内的

分子动能总量,于是粒子动能逐渐从H的边缘向B的整个区域内扩散,B区内的温度就从

分隔面H的边缘处逐渐升高。

用概率统计学结果还以解释很多的其他现象,比如生命起源可以这样看,由于物质粒子

的无规则运动,不同粒子在不同的外部能量环境下互相撞击、组合,于是可以说,在任

何时间内,我们所处的世界都在随机的生成无数种新的物质,但只有那些能保持稳定的

结构的物质才能保存下来,比如依靠外部能量交换而存在耗散结构。而它们的一些,同

时还在与周围的不同种类的其它粒子或结构撞击,经过漫长时间的组合、消散,于是最

终就出现了结构更复杂的、能利用外界粒子与能量,进行自我复制的最原始意义上的生

命体,又经过漫长时间的进化,就形成了今天我们所观察到的庞大的复杂的生物体系。

我觉得用概率生命解释结果,即包含了必然性,也包含了偶然性,基本上是能符合我们

目前所观察到的这个世界,是一种比较完美的解释。

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