第576章 熵增定理

至此,整个高塔巫师已经拥有一位不朽传奇巫师,两位神话巫师和两位数的传说史诗巫师。

如果按照卡亚世界的说法,高塔巫师们完全可以建立一个属于自己的神系,当然对于巫师来说没有必要,巫师们已经有了魔法议会和最高评议团,没必要模仿卡亚众神的传统建立神系。

能量守恒定律的出现,让很多信仰“生命力”理论的巫师爆头而亡,但还有一部分“生命力”理论的巫师改良了理论,他们认为生命力最核心的乃是魔力,尚未有人能够解释的魔力。

“魔力肯定也必然是一种能量,我们通过施法,可以将魔力转化为机械能、元素能、电磁能、光能等等,我认为魔力是一种万用能量,它只是一种非常独特,位置序列极其高的能量,但归根结底,它就是一种能量。”

在中央高塔的大厅,托马斯斩钉截铁的说道。

一些巫师则提出了反对,一位年长的巫师高声说道:“机械做功产生了机械能,元素反应产生元素能,机械做功,元素反应,可以和电能转化,电能可以转化为光能,其中有一些热损耗,这套理论并没有问题,但是魔力呢?

我们的魔力被安置在哪?

魔力可以通过施法转化为刚刚提到的那些,但是那些并不能逆向转化为魔力!所以我认为能量守恒的范围仅仅是普通能量,魔力属于例外,需你们理论有局限。”

托马斯听了这个说法后,并没有着急反驳,他点点头说道:“我们确实没有观测到其他能量如何转化为魔力的现象,但是就魔力本身而言,魔力可以从低品质转化为高品质,只要进行一些消耗就可以,甚至可以达到‘神之精华’的层次,与大源源力等同。

也就是说魔力这个系统内部同样是遵循能量守恒定律的,至于魔力与其他能量有没有守恒,我认为可以推断为有,只是我们还没发现罢了。”

托马斯回到贝蒂巫师塔,向唐娜说道:“我突然想到了一个可能,会不会魔力就像高温气体,普通能量就像低温气体,高温气体向低温气体转化时,是很自然的过程,而要想逆转这一过程,恐怕要系统之外的加热。”

正在做实验的唐娜答道:“你是说蒸汽机?”

托马斯赞同的说道:“对,和蒸汽机有些相似。蒸汽机用蒸汽作为动力,推动活塞来回运动,我们这个世界的能量运转模型是不是可以比拟蒸汽机呢?有两个气缸,成为甲缸和乙缸。

当甲缸气温高时,活塞向乙缸运动,反之亦然,这一过程中,要是想要让活塞向甲运动,必须从系统外对甲缸进行冷凝才行!”

唐娜听懂了托马斯的意思,她压低了声音说道:“你的意思是说,其他能量的‘温度’比魔力低,所以无法再转化为魔力,要想转化为魔力,要么外部对其他能量‘加热’,要么魔力降温,变得比其他能量‘温度’更低,其他能量就变成了魔力。”

托马斯一拍大腿道:“就是这个意思。”

唐娜突然很神秘的说道:“这个理论假设模型很有趣,不过只是猜想,我倒是想到了另一个方面,关于热力学的。”

托马斯有些着急的催促:“什么方面?别卖关子啊。”

唐娜一挥手,魔力律动,很快形成了一副全息图景,一个切口的汽缸,中间是活塞,里面是气体,活塞上方是重物。

“假设有这样一个理想状态,活塞和汽缸之间没有摩擦,需要时汽缸可以完全绝热,汽缸内的气体由独立的分子组成,不会随着压强和温度的变化而变成固体和液体,也不会发生化学反应。”

托马斯看着那切开的全息汽缸图景,若有所思。

唐娜继续说道:“首先是处于等温吸热过程,活塞向上运动,汽缸体积增大,向外吸热,借以保持温度不变,设该温度为T1。

其后会进入绝热过程,在绝热状态下,虽然不加热,但是活塞由于惯性仍要对外做功,汽缸内的温度降低。

所以汽缸体积增大,气温降低到T2。

然后就是等温放热过程,活塞反向下降,汽缸体积减小,向外界放热,借以保持温度不变。

最后是绝热过程,活塞由于惯性继续下降,汽缸体积减小,气温升高到T1。

如果将重物换成汽缸的另外一部分,就是整个汽缸的工作原理了。”

托马斯望着那循环的汽缸切面图景,一拍手说道:“我明白了,你这个循环中,系统对外做的功就等于吸收的热量减去放出的热量,这个模型可以称为唐娜热机,循环过程称为唐娜循环,唐娜热机的工作效率等于一减去T1除以T2!”

唐娜笑着说道:“就是这样,我们提高效率的最好办法就是让温差加大,只要温差足够大,动力就会特别强。你对魔力的思考也很有趣,我觉得我们可以将这两者思考整合为两篇论文发表,和其他巫师进行讨论。”

一周值周,两篇论文相继发表,唐娜的《关于热的动力》一文假设的模型引起了机械学派的广泛讨论,很多实干型的应用巫师已经依据理论着手提高动力引擎的动力。

巫师们已经度过了蒸汽动能的阶段,他们发现各种化学能也可以转化为机械能,唐娜提出的理想模型具有很大的实践意义。

而托马斯的假如世界是蒸汽机的假设,显得幻想过多,讨论和批评声不断。

一直关注这件事的艾斯则看到了两人的论文,祂眼眸一亮。

“托马斯的思考很有趣,这个设想还真的有可能性,但是具体到热力学还差一点,你们还是没有注意到另一个关键点,看来我只能亲自上场了。”

艾斯展开一卷魔法纸,在上面写下一个标题《热力学第二定律——从唐娜热机开始思考》。

窗外艳阳高照,一切如常,没有人注意到一个惊世的怪物即将诞生。

大源之力在不断的翻腾,似乎想给予艾斯巨大反馈,却被艾斯一个巴掌按下,巫师世界丛的大源反馈对艾斯已经没有什么实际意义,不如祂通过高维裂痕获取的维度崩坍带来的能量强,不如留给其他人。

按巫师世界丛当前的情况,还可以再支持四五个人成就神话,至于其他可能成就神话但是没资源的巫师,未来也可以返回卡亚世界,那里的资源要广博的多。

一天之后《魔法》特刊再次发行,几乎所有人都看到了标题《热力学第二定律》,第一作者艾斯。

贝蒂惬意的躺在巫师塔,沐浴着阳光,阴影乌鸦飞来,将特刊送到她手中,她不经意的看了眼特刊,随后坐直了身体。

“热力学第二定律?”

她缓缓的读着,艾斯这个名字似乎有着神奇的效果,虽然艾斯冕下已经很长时间没有发表理论专著,但是作为巫师们的导师,唯一一位不朽传奇,没有人敢看轻祂的研究。

开篇是对唐娜热机的称赞,这让贝蒂与有荣焉,她准备好好夸奖夸奖唐娜,接着就是艾斯提出了两个问题。

“一是唐娜热机的效率能否等于一?

在这种情况下,必须保证T1无穷大或者T2为零,温度无穷大是不可能的,温度为零也无法实现。

这里的温度为零并不是指通俗意义上水的冰点,因为这只是约定俗成的度量单位,我们需要建立起一个新的温标,绝对温标。

我们知道,同温下,气体的体积与压强成反比关系。

而经过我的测量,对一定体积的任何气体,当温度升高或者降低一传统温度时,其压强的增加或减小也是恒定的,约等于1/273.

因此,如果我们将一种传统温度为零的理想气体降温到零下273度,它的气压将会归零,体积也会归零。

换句话说,温度不能再往下下降了,再降体积就是负数了,这显然不可能。

因此,传统温度零下二百七十三度即为绝对零度,绝对零度不存在,所以唐娜热机的效率无法达到100%。”

贝蒂似乎感觉到了什么,又好似什么都没有抓住,这就好似脚心很痒,偏偏隔着靴子挠痒,怎么都不爽利。

祂继续看着艾斯的第二个问题:“唐娜热机的效率等于零为如何?”

贝蒂轻声说道:“这很简单,T1=T2就行。”

“可二者相等意味着什么,意味着唐娜热机空转白忙活,也就是说同一热源下,唐娜热机无法工作。

因为我们可以判定,不可能从单一热源吸热使之完全变为有用功而不产生其他影响,简单的说,单一热源系统下做不了有用功。”

贝蒂如遭雷击,喃喃道:“单一热源系统下做不了有用功,我们的世界算不算单一热源系统?星界算不算呢?”

祂低头看着艾斯的文章:“就如同将热水和冷水用隔板隔开,当抽下隔板后,只会冷热均匀,不会热更热冷更冷一样。变化存在两个方向,一种是自然演变的方向,一种是非自然的方向。

自然方向是自发而独立进行的,非自然方向则必须受到外界影响才能进行。

这就是热力学第二定律:热量无法从低温物体转向高温物体而不产生任何影响。”

简单的总结,却让贝蒂心神巨震,她那颗闭环系统的机械球甚至有些不稳,她继续阅读着,两眼却有些看不清。

“这样一个纯粹的孤立系统,内部的热量早晚会变得均等,一样的寂寥,如果将整个星界看成一个孤立系统,星界内部能量的转化看成一个唐娜热机,不断从系统中的高温物体吸取能量,向低温物体传递能量,总有一天高温物体和低温物体的温度相等,那样的话整个星界就无法运作了。

因此我创立了一个概念,熵。

一个系统的熵等于该系统在一定过程中所吸收(或耗散)的热量除以它的绝对温度。这就是熵的定义,在孤立系统内部,这是不可逆的过程,即热量从高温物体流向低温物体是不可逆的。

此即孤立系统中,从有序到无序的必然不可逆过程,这个过程可以称之为热寂。”

轰!

贝蒂仿佛看到无穷世界崩解,上位世界坠落,星界最终扁平化,整个星界归于寂寥。

“不一定,真的不一定。首先,我们世界就不是一个孤立系统,而是一个开放系统,世界可以与星界产生交换,能量、物质、信息三者都可以交换,那这个星界,说不定也存在未知的星界可以交换,只是我们无法理解而已。”

稳定的心神,贝蒂也看到艾斯最后那一段话:“孤立系统总是趋向于熵增,最终达到熵的最大状态,也就是系统的最混乱无序状态。但是,对开放系统而言,由于它可以将内部能量交换产生的熵增通过向环境释放热量的方式转移,所以开放系统有可能趋向熵减而达到有序状态。”

艾斯的这篇文章一石激起千层浪,关于热力学第二定律和熵增定理几乎成了最火热的讨论,零星的无头尸体并不能阻止巫师们的讨论和研究,熵增定理简直如石破天惊,从简单的唐娜热机推导出整个世界的真实面貌。

托马斯第一时间宣称,魔力其实就是某种熵增,他非常怀疑魔力就是从某个更高层面向星界这个较低层面传递能量的过程,而这一过程正好符合熵增和热寂。

“越是无序,则熵增越大,我们应该推动秩序,实现熵减才对。而且整个星界的最终热寂太过遥远,就如同人终究要死去一样,虽然真实但也遥远,我们不需要担心。

我认为我们巫师现在要做的,就是让我们这个巫师世界丛尽可能的熵减,作为一个开放系统,不断从外部,从其他世界掠夺资源。”

布鲁双眸炯炯,在中央高塔的最高评议会议上侃侃而谈。

泰勒斯也站了起来,高声道:“熵增定理更是证明了一件事,星界就是一个黑暗森林,每个世界文明都试图掠夺对方的资源,让自己的世界熵减,达到秩序最大化,让其他世界熵增,迎接最终的毁灭。”

(本章完)

第577章 概率问题

最高评议团的会议上,半神和传说巫师还有几位列席者达成了一致,根据熵增原理和黑暗深林猜疑链假设,在星界之中,巫师世界能做的只有对外熵增对内熵减。

只可惜巫师世界丛最近这段时间都没有发现其他世界,高塔巫师们犹如星界漂流的拾荒者,只是在从遗留的废物中进行利用转化。

“真是,成了神话巫师之后还是要捡垃圾,好想征服一个世界啊。”

贝蒂将一大块遗留物塞进巫师世界丛的魔网,任由魔网拉入世界之中,低声抱怨道。

拜仁摸着自己长长的白胡子笑着说道:“这就是做熵减啊,我们清理了星界的无需废物,就好比将机械能转化为电能时消耗的废热重新利用了一样,这样对我们世界对星界都有利。

我们需要将这项事业推广到全星界!”

贝蒂瞪了一眼拜仁,转身离开,咕哝着:“没救了。”

是夜,贝蒂在巫师塔中不能寐,祂起身开始模拟起孤立系统,没有什么收获,转而开始制造一个具有开关的闭环系统,符文不断的闪烁,在一次次失败之后,贝蒂制造出了一个奇异的小机械球。

“传说级宝具,只有一个能力,就是状态守恒,将自身的生命状态、灵魂状态固定到某个阶段。

依靠外部定期摄取能量来维持内部闭环系统,遵循守恒定律,稳固状态,也许可以称之为状态守恒球,永生之球。”

贝蒂将机械球高高举起,神色复杂。

这个机械球无疑是很高水平的造物,只要是一级以上生命有了它,就可以拥有理论上无限的生命,因为机械球会将持有者的生命状态稳定在当前情况。

但是,这也存在巨大的缺陷。

如果稳定在了某一状态,巫师将会在失去向下可能的同时也失去向上的可能,他必须定期开启机械球从外部摄取能量,从而维持自己的状态稳定,换句话说,这就是一个稳定器并能定期熵减。

“这样的永生,会失去未来的潜力,而且只能传说以下存在使用,传说以上存在无法稳固,也许到了暮年,不愿意转化为巫妖又不想死去的黄金巫师可以使用吧。

唐娜已经晋升传说巫师了,将这个技艺教给她,也许对她来说能小赚一笔哈哈。”

贝蒂想了想,将这颗球放在一旁。

三周之后,被称为“生命守护球”的传说造物风靡天之界,大部分黄金巫师还没有进入暮年,毕竟在巫师世界丛他们可以存着数千年之久,但人们已经开始对这个球议论纷纷,很多不愿意转化为巫妖的巫师们,认为用这样一个球实现有缺陷的永生也未尝不可。

在大家讨论之际,艾斯的一本数学专著悄无声息的发布,这本专著名叫《概率论》。

艾斯将这本专著亲自送到了“星象预知者”拜仁手中,让拜仁有些摸不着头脑,但出于对艾斯的尊敬,拜仁恭恭敬敬的拜读起来。

艾斯的眼眸闪烁着光芒,在自己的书房轻声说道:“决定论是不能在巫师世界长存的,拜仁,如果你还想继续走下去,过去的思维必须改变,热力学就是第一个试金石,希望你能理解。”

拜仁双手捧着这本书,看着《概率论》这个词陷入沉思。

“艾斯大人此举必有深意,祂往常即使发布专著,也没有专门送给我过,为什么这本数学专著要给我呢?是不是我欠缺了什么?”

拜仁轻轻打开扉页,上面写着“造物主掷出了硬币,于是有了概率。”

这个造物主加了标记,拜仁心中一颤,他一直坚信万物皆可推理,只要找寻到一切线索,什么都能确定,有了一切因,就可以导出确定果。

“事件的概率是衡量该事件发生的可能性的量度。

虽然在一次随机试验中某个事件的发生是带有偶然性的,但那些可在相同条件下大量重复的随机试验却往往呈现出明显的数量规律。

……”

拜仁的眉头越来越皱,他终于将这本书看完,喃喃道:“大数定理就是样本均值在总体数量趋于无穷时依概率收敛于样本均值的数学期望(可不同分布)或者总体的均值(同分布).中心极限定理就是一般在同分布的情况下,样本值的和在总体数量趋于无穷时的极限分布近似于正态分布。”

他突然电光火石般回忆到艾斯临走前说的:“希望你能将之应用到力学领域。”

拜仁一时间感觉有些荒谬,难道力学竟然需要用到概率?

祂伏案思考,在一卷羊皮纸上写下些随笔思考,窗外寂静无比,夜空的星辰忽闪忽闪。

作为唯二神话巫师,拜仁对当前火热的热力学并不陌生,他的思维似乎被打开,挥笔写下。

“热的本质是能量,那能量是从何而来呢?也许是微粒运动的结果,已经可以证实并观测,这种微粒就是元素及各种化合物,物体就是由大量运动着的分子组成。

每个分子都具有一定的动能,对外表现就是热。

两个物体摩擦时,它们表面的分子相互接触,在不断的摩擦中,分子间的碰撞更加剧烈,动能增加,物体表面温度升高,热能增加。

单个分子行踪诡异、飘忽不定,而且分子数量庞大,人们不可能挨个去分析每个分子的运动。

这就好比一位美食巫师炒一盘美味豆,他不可能挨个尝每一粒美味豆的咸淡,要是那样的话,菜没了,锅空了,美食巫师也饱了,但每颗豆子味道差不多,从宏观上衡量它们才是切实可行的办法。

物体的固、液、气三态中,研究气体时似乎受到的束缚更少,也更轻松。

比如研究压强,我们可以统计气体分子的撞击,虽然每个分子的撞击力微乎其微,但数量多时候就不可以忽略了,气温升高,分子运动加剧,单位时间内撞击单位面积的力会更大,宏观上表现为压强增大。

……”

拜仁奋笔疾书的同时,祂的心象世界也急剧变化,这种变化映射到半位面,原本稳固的星象宇宙竟然出现了各种自然异象,恒星突然爆炸,引力极大扭曲,好似陷入了末日一般。

犹如一片混沌,如果用熵增定理来解释,拜仁半位面的熵忽然极大增大,在短暂的时间内几乎要抵达了末日。

但很快这种熵增停滞了,拜仁开始极力的汲取梦幻大源的力量,艾斯也将之开放,很快祂的半位面就稳固了下来,看起来没什么不同,但实际上有了很大不同。

拜仁继续写着:“世界上真正的逻辑是对概率的计算,因为概率分布是客观存在的,力学的任务就是找到客观存在的规律性。我们将每一个分子看作一个质点,那样就可以每个点的运动划分为三个互相垂直的方向运上运动,即三维坐标系。

然后我们再讨论理想状态下气体分子的运动速度,最后从分子的宏观性考虑,得出速率的分布曲线。

速率分布曲线是我们很好的研究方法,概率论是研究力学必不可缺的有力工具。

但这时也会有一个问题,那就是概率论上忽略的小概率事件!”

拜仁稳固的半位面也有了一丝不一样,既然存在大概率事件,必然就存在小概率事件,拜仁的状态很是诡异,祂突然觉得未来变得无序,自己赖以为根基的七环法术模型化为概率云又瞬息崩解,祂狠狠吐了口血,还好心象世界没有破碎凝固。

“会不会存在以下情况?

比如分娩,生下男孩和女孩的概率都是二分之一,会不会某一年人类生下的全是男孩或者女孩?

这听起来很荒谬,但是不可否认是客观事实,尽管小的可怜。

假设我们的文明能持续一百亿年,这个小概率乘以一百亿就会变的非常大,也许某一年全部生男孩或者女孩让我们觉得无所谓,但是放在力学领域,就会出现很多诡异现象。

比如装了气体的瓶子自己会走(分子运动方向全部一致),千万块石头自动变成了城堡,钢铁自动变成机械计算机,不小心撒到羊皮纸上的墨汁会自动写完一首诗,这样的世界将会如何?”

拜仁将文章塞进阴影乌鸦嘴里,阴影乌鸦带着这篇论文到了《魔法》编辑部,很快论文被分发到贝蒂、艾斯手中,这是神话巫师的论文,只有同等或者更高的巫师才有资格审阅。

这篇论文很快刊发,艾斯提出的热力学第二定律还没让巫师们缓过劲来,拜仁的《统计力学》让巫师们更加无所适从。

巫师们对热力学第二定律理解还不纯熟,拜仁提出的问题看起来无懈可击,这让他们感到无比疑惑。

布鲁感觉自己的脑袋都要炸了,还好不是真的炸了。

他躺在伊莲娜的怀中,有些愤怒的说道:“这该死的概率论,该死的统计力学,难道我将魔力随机一聚集,就能自动生成一个‘火球术’吗?虽然概率极小,但是不是没有可能啊,这种感觉太坏了。”

艾伦、伊娃和卢瑟三人看着两人撒狗粮,心中都有些酸酸的不是滋味。

卢瑟说道:“如果这个可行,我们是不是可以依据统计力学创造这样一个魔法,将小概率事件定向出来,从而产生种种不可思议的变化?”

艾伦则质疑道:“但这不符合魔法,也不符合自然,现存的自然现象并没有这种自然生成的城堡,也许有什么是拜仁冕下忽略了。”

他们互相对视,都看到彼此眼中的复杂,似乎没法解释。

讨论还在发酵,激进的巫师们甚至尝试创造小概率事件魔法,都毫无疑问的失败了,就在这时,艾斯的一篇文章横空出世,彻底解决了拜仁提出的概率问题。

“我注意到拜仁在统计力学中提出的问题,但很遗憾并没有人尝试用熵增定理去理解这件事,从熵增来看,在一个孤立的系统中,即不被外界影响的系统中,无法做到非自然方向的转化。

根据热力学第二定律,孤立系统的熵只能维持不变或者增加,绝对不会减少,减少了就表示非自然方向的转化出现了,而这在没有外界干扰的情况下是不可能发生的。

熵适用于一切自然现象,简单理解就是顺自然方向者昌,逆自然方向者亡。

任何熵减都不可能是孤立系统独自完成,必然存在外力的干扰,一座城堡虽然由无数石头有序堆砌,但是没有人为因素是做不到的,石头不可能逆着自然法则行事。”

艾斯的这篇小文章平息了争论,熵这个概念开始深入人心,越来越多的巫师注意到了热寂这个推断,并有巫师依据其创造出了种种孤立系统,在实验层面上确定孤立系统会趋向无序,进而整个世界消亡。

这种法术层面上的实证,更让大多数巫师震惊,星界是不是一个孤立系统尚不得而知,但世界确实不是一个孤立系统,但这是建立在巫师世界丛对外交流的基础上的。

“世界就是如此残酷,如果我们想更进一步,想要降低我们世界的熵值,维持一个有序低熵的状态,就必须获取外界做功,同时我们内部要尽可能的利用外部做功保持内部的有序,这样才能长久维持世界的存在。”

艾斯的话如警钟,让更多的巫师投身于星界拾荒的辛勤工作之中,艾斯将两位神话巫师拜仁和贝蒂带回卡亚世界,半神在巫师世界丛已经没有了发展的空间,半神本身又是一个超级低熵体,是有序的一种极限展示。

从某种意义上说,一个世界拥有的这种低熵体越多,低熵体的级别越高,世界的熵越难增加。

但毕竟高塔巫师的空间不仅仅是巫师世界丛,卡亚世界更需要神话巫师的到来,艾斯已经是五级不朽,祂再也无法进入世界内侧,让巫师世界丛培育神话巫师,进而“飞升”到卡亚世界,是当前最正确的选择。

对于卡亚世界而言,这也是一种熵减,这一刻艾斯了悟了为何大源会接受巨树世界的馈赠,因为这就是熵减啊。

(本章完)

重新连接服务器...

连接失败... 将在 秒后重新尝试连接.

连接失败.
请刷新此页面.

此会话被服务器暂停.

恢复会话失败.
请重试或者刷新此页面.