我們都知道，處於絕對零度以上的分子一直都在做無規律運動，想要總結單個分子的運動方式目前是做不到的。不過，如果從統計學的角度來看，一堆分子有它獨特的運動規律。而熵增定律與熱力學第二定律就是用來描述這一過程。比如說熵增定理表明，在一個孤立的系統中，熵（表示物體混亂程度的量）總是在向增大的趨勢發展，除非有其它東西介入其中，否則這一過程是不可逆的。聽起來好像非常複雜，其實舉一些例子就很好解釋了。

將方糖扔進水裡，一開始，方糖和水有明顯的分界。而隨著時間的流逝，方糖融化，糖分子與水分子混合，也就是混亂最大化。除非我們加熱糖水讓水分子蒸乾，否則這個狀態將永遠存在，且是不可逆的。不會這杯糖水放著放著，又變成了方糖和水。

然後，我們再結合熱力學第二定理來看這個問題：熱或者能量，總是由高處傳向低處。比如說，往熱水裡扔方糖，方糖的溶解速度加快，這是因為水分子運動加快，並且把熱能傳給了低溫的糖分子。除此之外，這些能量還會傳向空氣、水杯等一切與這些水分子接觸的東西。最終，這杯熱糖水會接近室溫。這個時候，這杯水所含的能量，就沒有“利用價值了”，因為它不會再降溫向其它物質傳遞更多能量。我們再結合熱力學第一定律（孤立系統中，能量總和保持不變），來分析熵增問題，就會得出結論。而這，也是熵增定理的內容。就是隨著時間的流逝，一個系統總會向混亂無序發展，而且雖然總能量不變，但是其中可用的部分（就是指可以向其它物質傳遞多餘能量的部分）越來越少。

也許看到這裡，很多人會覺得這些東西不就是總結了一杯水為什麼會變冷，方糖為什麼會融化而已。但是，如果你的眼界更開闊一點，就會發現熵增定理和熱力學第二定律的可怕之處了。因為你會發現，萬事萬物都遵循熱力學第二定理，也遵循熵增定理。也就是說，太陽會變成白矮星，最終會熄滅。宇宙總是在向無序發展，最終變得一團死寂。除非有來自宇宙外的干涉，否則這一過程無可逆轉。雖然說可能要花費上億億年，但這就是宇宙的宿命。此外，折射到社會，為什麼一個社會在建立之初的時候，總是最美好，最有秩序，最有力量？講道理我們應該一直都在修正錯誤，但為什麼歷史卻告訴我們，社會總是在向混亂髮展，直到有新勢力崛起？當然，這裡有些形而上學了，並不科學。不過，如果你往這方面想的話，就會明白這個定理是多麼可怕的存在了。以至於很多人理解了之後，整個人的三觀都不一樣了。

說到這裡，也許有人會反駁，人不就是最大的攪屎棍嗎？有那麼的手段，難道不能阻止這個過程嗎？是的，答案非常殘酷，不能！因為你蒸發糖水，用的是其它的能量。從宏觀上來看，我們似乎一直在製造有序的物體，但實際上，我們在加速無序。因為我們在燃燒化石能源，加速能量轉化。簡單地來說，生命的本質，就是靠消耗自然界中有序的東西（資源、食物）來維持自己的有序（也就是生命）。看吧，除非我們能打破熱力學第一定律，否則我們只能眼睜睜看著地球越來越糟，看著宇宙歸於平靜。

“熱力學第二定律在所有自然定律中有著至高無上的地位。如果你的理論被發現違背了熱力學第二定律，那麼你將毫無希望，結局必然是徹底崩塌。”——亞瑟·愛丁頓

這位用天文學觀測結果支援了愛因斯坦廣義相對論的著名英國物理學家，對熵增定律給予了高度的評價，並道出了它具有的獨特之處——時間之矢（arrow of time）。的確，在所有的物理學定律中，熵增定律是唯一描述了自然界執行方向的定律：自然過程會朝著系統熵增加的方向執行，直到熵達到最大值。我們可以想象一下，如果自然界不具有這樣的特性，一瓶常溫的水放置一段時間，一口喝下去可能會燙傷嘴巴，因為它自發地從周圍吸取了熱量（或是放熱使自己結冰）；當我們靜坐在室內，可能下一秒就會窒息，因為空氣自發地堆積在某一個角落形成高壓，而其他空間卻變得空氣稀薄……正因為熵增定律所描述的自然法則，我們所在的世界才可預知和捉摸。

當你學習了玻爾茲曼從統計物理的角度給出的熵的定義，你會發現熵的概念變得更加清晰而神奇，使得宏觀與微觀量之間有了確切的聯絡。也因為這種定義融入了統計學的變數，使得熵增定律被其他學者用在了資訊學、經濟學、社會科學等領域，解釋“為什麼總是少數人佔有絕大部分財富”等頗具價值的問題。

最後說說克勞修斯本人提出的宇宙熱寂理論。如果我們把整個宇宙看作一個孤立系統，其內部的所有執行都將是自然過程，系統也自然會朝著熵增的方向發展，最後所有的恆星都將消亡，成為白矮星、中子星和黑洞，沒有了光和熱，生命也失去了賴以生存的能量之源，一切也應該會歸於平靜。但人類目前對於宇宙時空的探索還過於有限，大爆炸前後的時空究竟如何？黑洞內部的空間維度是怎樣的？這些問題都還遠遠沒有答案。所以，悲傷也是不必要的，畢竟當下的世界和生活是那麼的美妙……

如果我們開啟香水瓶蓋，瓶中的香水很快就成為氣體揮發到了空氣中。反之，如果我們若想要讓空氣中的香水分子重新回到瓶中，則是無法實現的。

類似的事例還有很多，比如一杯熱水放在室外，很快就涼了。而且，杯中的水是永遠也不會自動變熱的。

為什麼會產生上述這些現象呢？對於這類現象，有什麼規律可尋嗎？

自然界的本質，是由各種不同層次的粒子及其運動構成的。在經典物理學時期，雖然科學家‍們還不知道粒子為什麼會不斷地運動，但是就現象而言，已經瞭解到每一個粒子都具有無規運動。

於是，玻爾茲曼根據統計的方法，來認識這種事物變化方向的問題。於是，產生了熵的概念，認為事物的變化總是朝著熵變大的方向發展，即事物的變化遵循著熵增原則。

粒子的無規運動，意味著該粒子具有許多種運動的方式，可以向不同的方向移動。所謂熵，就是粒子各種運動的可能性，其具體數值就是對各種可能性取對數。

所以，熵增原則，就是事物的變化，總是由可能性小的狀態朝著可能性大的狀態轉換。如果，某一狀態已經是機率最大化了，沒有更大的可能狀態時，則該狀態就不再變化了，處於平衡的狀態。

比如，當杯中的水與室外空氣的溫度一致時，就達到熱平衡了。因此，從機率的角度，熵增原則是很好理解的，即事物的變化總是朝著大機率的方向發展。

對於瓶中的分子，停留在原地的機率遠小於跑到瓶外的機率。所以，隨之時間的推移，會不斷地有香氣分子跑出瓶外。而且，一旦跑出了瓶子，香氣分子就很難有機會再碰巧跑回到瓶中。

溫度與粒子的運動速度相關，熱力學第二定律是說，物體總是由高溫向低溫變化。其實質就是物體的高速運動經過多次與其他粒子的碰撞，使其將部分動能轉移給了低溫的粒子（外部環境）。

這一轉移也是符合熵增原則的，因為高溫的粒子與不同的低溫粒子碰撞是大機率事件。而且，每一次碰撞，根據經典力學，都會有部分能量轉移給了低溫粒子。

總之，熵增原則，就是事物總是朝著機率最大化的方向發展。將熵增原則應用到溫度的傳導時，就獲得了熱力學第二定律，即不同物體的溫度總是趨向於一致的。