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数学的本质:结构与宇宙熵的关联性

2019年5月24日  来源:scottcgi 作者: 提供人:sizhuo82......

熵,有序无序,这个序是什么,为什么要存在序。字面意思是存在区分可以排列,如果无法区分也就没有序。

如何才能区分,这就是结构,序就是结构及其形成的关系。有了结构和关系,就有了属性,属性就可以被测量,观测和感知。很多结构聚集在一起就形成了宏观物质,产生了可被测量的质量。

所以,如果检测不到质量就没有了所谓的序。这里的质量是物质结构的度量,也就是信息量的体现,对应物理上的静质量。

那么,拥有结构就会与环境中的其它结构相互作用,所以无法达到光速,而不同结构之间的互相作用就形成了物质之间的力。没有结构,就没有结构之间的相互作用,所以速度就可以抵达光速。比如,光子没有静质量,所以是光速。

人类在试图创造有序,就是创造新的结构,产生新的属性和功能。但宇宙整体变的无序,就是整体结构(信息量和质量)在下降,转变成能量一种没有结构(没有信息和质量)的状态。可见人类虽然创造了新的结构(创造负熵),但过程中却消耗了其它更多的结构,所以局部在变得有序,而整体依然在变得更加无序(创造熵增)。

那么无序,也就是无法区分排列,也就是失去结构和关系,丢失属性,减少信息。姑且认为纯能量(无质量只有运动的状态)是会爆炸的,形成一个静质量无限大的东西,就是宇宙的最开始,一个循环的开始。(关于宇宙的结局,这只是一种假设,目前还没有定论,另外还有些假设是:热寂平衡、大撕裂或大收缩)

公式:E(能量 )= h (普朗克常量)* v(频率),用来计算微观粒子的能量。由此可见,微观粒子的能量是和其波粒二象性中波的频率成正比的。而频率代表着粒子单位时间内,周期性变化的次数。这个粒子的变化,就可以看成是粒子某种形式的运动,那么能量在微观处就是和粒子的运动相关联的。

所以,宇宙的方向或说是趋势,就是消耗能量增加熵值,即质量转化为能量(质能方程),也就是由序到无序的变化。那么消耗能量,其实就是消耗质量的意思,其中能量即是微观的运动,只有运动没有静质量的代表就是光子。但光子有速度,就会有动能和动质量。

事实上,熵有一个简单直观的理解:就是代表了孤立系统中不可用能量的度量方式。那么,无序、没有结构、没有质量、没有信息,即意味着没有可以利用的能量。而熵增无序,也就是实验总结出的热力学第二定律的一种修正形式,即能量转化必然会带来损耗——就是熵增无序。

由此可见,人类的工作(包括运动)和思考都是在创造局部有序,需要系统外部持续供应能量才能维持。而能量不足就会缺乏行动力,因为大脑和身体结构自发无序会降低驱动力——产生行动的阻力感,所以宇宙熵增就是人们懒惰的本质原因。不过,在有能量供给的情况下,智能和本能,当然是可以对抗局部熵增,产生熵减的。

而万事万物的演化,都是结构的随机试错,在环境压力,即宇宙熵增的驱使下,筛选和塑造的(涌现)结果。那么,熵增就会筛选出最善于创造熵增的结构,比如人类(创造局部有序熵减,向全局释放更多无序熵增),而未来则是人工智能(机器智能)。

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