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1 # ky王177556277
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2 # 董加耕
根據氣體分子運動論,氣體分子的運動完全是隨機的,只有在分子碰撞時,分子運動的方向才會改變,而氣體分子的碰撞,也是完全隨機的,碰撞過程只與參與碰撞的分子運動狀態有關,而與周圍的空間狀態(是否空曠)無關,氣體分子不可能形成一個統一的,或大體統一的運動方向。
有人說,氣體分子衝出閥門,仍然是隨機運動的結果,並沒有一個特別的機制指引分子向閥門外運動。分子隨機的運動到閥門的門口,然後又隨機的走出了閥門。對於每個分子而言,走出閥門的機率與返回瓶內的機率是一樣的。但由於瓶內的氣體分子密度較大,分子數目較多,所以走出閥門的分子會多於走進閥門的分子,表現為宏觀上的氣體定向流動。如果是這樣,與我觀察到的一個現象不符。用高壓鍋煮稀飯,在鍋蓋上,總是限壓閥附近粘有更多的飯渣。如果分子走到閥門處的機率與到達內壁任何一個地方的機率相同,那飯渣應該在高壓鍋內壁各處均勻分佈。也許,這個現象可以有更精確的試驗來驗證。
這個問題是深刻的,它揭示了微觀的氣體分子運動的隨機性與宏觀的氣體系統發展變化的規律性之間的矛盾。宏觀系統總是朝著熵增的方向發展,但在這個例子中,熵增,不見得就是氣體分子的運動更加混亂,在這個例子中,熵增表現為能量和質量在空間中的分佈更加均勻。注意,是能量質量的空間分佈,與空間是不是“空曠”有關。也就是說,空間的“空曠”狀態也參與了氣體分子的運動或碰撞。
更精確的說是,物質能量的空間分佈狀態,參與了,甚至導致了物質能量的流動,決定了物質能量的流動方向。
但令人奇怪的是,這種參與或導致,並不消耗能量,它只是改變了物質能量流動的方向,但物質能量流動自身內部卻仍然是能量守恆的。
這個問題與熵增,與宏觀系統所表現出的方向性、規律性有關,與不可逆性有關。
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3 # 傅渥成
氣體分子當然沒有意識,更沒有“爭先恐後地衝出”氣缸。這個問題其實很好回答,其實就是熵的緣故。不過可以用一個更直觀的例子來解釋這個問題。
可以想象一個這樣的場景。你在買彩票,然後你填了號碼 1,2,3,4,5,6,7。這時候,彩票站的其他人肯定會跟你說,這個號碼是不可能中獎的。然後你改了一下,買3,4,5,6,7,8,9,彩票站的人還是會覺得你這樣買很奇怪,因為不管是怎麼想,彩票的號碼出現這種連號的可能性太低了。
好了,彩票開獎了,中獎的號碼當然沒有出現所有號碼的全連號(少量的連號出現當然還是有可能的)。這時候,有人就總結規律了:彩票的中獎號碼是有意識的,每個抽到的數字會爭先恐後地儘可能與其它數字遠離。你會不會覺得這個結論是有道理的呢?當然不會,顯然數字本身是沒有意識的,我們看到彩票中獎號碼不出現全連號,只是因為全連號對應的狀態數(也就是熵)太少了,總組合數大致與球數的階乘成正比,而全連號只與球數成正比,這之間差了好幾個數量級。
氣體分子也是這樣的,如果氣體分子聚在氣缸的一側,就類似於一張選擇全連號的彩票中獎了,這樣的情況不太可能發生,不是因為氣體有什麼意識,氣體也沒有說自己在有意迴避這樣的情況,僅僅只是因為它出現的機率實在太低了,所以我們看不到這樣的情況,估計一下,它出現的機率差不多等於½的阿伏伽德羅常數次方。
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4 # 瀟軒
你提到:“把高壓瓶的閥門開啟,氣體分子就會爭先恐後的衝了出來,這顯然已經不完全是雜亂無章的布郎運動,已經不是完全隨機的熱運動,氣體分子似乎能“感覺”得到瓶子外的空間比較空曠,而且,氣體分子也“喜歡”空曠的空間。”
這個不是意識。
意識是一種多體的衍生物,也就是說一個分子不可能有意識,意識一定是多個分子產生的。那麼什麼叫多?我覺得至少要有1摩爾的分子。雖然本質上意識也是對環境的自然反應,是一個物理過程,但你提到的一瓶高壓氣體雖然分子很多,但它的行為也不是意識。
為什麼呢?
因為意識還必須是可以具有自由意志的。什麼叫自由意志,比如你在一個十字路口,你是可以選擇朝東或者朝西走的——你可以自己決定。但你提到的高壓氣體,一旦閥門開啟,它是不能選擇的,它只能朝一個方向噴射出來的。這個本質上是統計力學,也只是受到了熱力學第二定律的控制,因為只有噴射出來,才能實現所謂熵增加原理。
所以,我覺得意識應該是違反熵增加原理的,滿足熵增加原理的不是意識。物理上把違反熵增加原理的現象叫做自組織現象。因此,我覺得意識是一個自組織現象。
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氣體分子向各個方向的熱運動速是均勻的分佈的,只是朝向瓶口方向的運動沒有受到阻礙,所以能夠保持原有的運動速度,而其他方向的運動會受到瓶壁碰撞而反彈。總體表現出向瓶口湧出來的統計效應。