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在信息論中，熵被用來衡量一個隨機變量出現(xiàn)的期望值。它代表了在被接收之前，信號傳輸過程中損失的信息量，又被稱為信息熵。信息熵也稱信源熵、平均自信息量。在1948年，克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)將熱力學的熵，引入到信息論，因此它又被稱為香農(nóng)熵。

熵在生態(tài)學中是表示生物多樣性的指標。

熵定律最高定律

熵定律是自然界的最高定律。在等勢面上，熵增原理反映了非熱能與熱能之間的轉(zhuǎn)換具有方向性，即非熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苄士梢詾?00%，而熱能轉(zhuǎn)變成非熱能時效率則小于100%(轉(zhuǎn)換效率與溫差成正比)，這種規(guī)律制約著自然界能源的演變方向，對人類生產(chǎn)、生活影響巨大；在重力場中，熱流方向由體系的勢焓(勢能 焓)差決定，即熱量自動地從高勢焓區(qū)傳導至低勢焓區(qū)，當出現(xiàn)高勢焓區(qū)低溫和低勢焓區(qū)高溫時，熱量自動地從低溫區(qū)傳導至高溫區(qū)，且不需付出其他代價,即絕對熵減過程。

熵定律熵概念

熵概念源于卡諾熱機循環(huán)效率的研究，是以熱溫商的形式而問世的，當計算某體系發(fā)生狀態(tài)變化所引起的熵變總離不開兩點，一是可逆過程；二是熱量的得失，故總熵概念擺脫不了熱溫商這個原始外衣。當用狀態(tài)數(shù)來認識熵的本質(zhì)時，我們通過研究發(fā)現(xiàn)，理想氣體體系的總微觀狀態(tài)數(shù)受宏觀的體積、溫度參數(shù)的控制，進而得到體系的總熵等于體積熵與溫度熵之和(見有關(guān)文章)，用分熵概念考察體系的熵變化，不必設(shè)計什么可逆路徑，概念直觀、計算方便(已被部分專家認可)，因而有利于教和學。

熵定律熵流

熵流是普里戈津在研究熱力學開放系統(tǒng)時首次提出的概念(普里戈津是比利時科學家，因?qū)崃W理論有所發(fā)展，獲得1977年諾貝爾化學獎)，普氏的熵流概念是指系統(tǒng)與外界交換的物質(zhì)流及能量流 。我們認為這個定義不太精辟，這應從熵的本質(zhì)來認識它，不錯物質(zhì)流一定是熵的載體，而能量流則不一定，能量可分熱能和非熱能[如電能、機械能、光能(不是熱輻射)]，當某絕熱系統(tǒng)與外界交換非熱能(發(fā)生可逆變化)時，如通電導線(超導材料)經(jīng)過絕熱系統(tǒng)內(nèi)，對體系內(nèi)熵沒有影響，準確地說能量流中只有熱能流(含熱輻射)能引入熵流(對非絕熱系統(tǒng))。對于實際情形，非熱能作用于系統(tǒng)發(fā)生的多是不可逆過程，會有熱效應產(chǎn)生，這時系統(tǒng)出現(xiàn)熵增加，這只能叫(有原因的)熵產(chǎn)生，而不能叫熵流的流入，因能量流不等于熵流，所以不論什么形式的非熱能流都不能叫熵流，更不能籠統(tǒng)地把能量流稱為熵流。

系統(tǒng)經(jīng)絕熱過程由一狀態(tài)達到另一狀態(tài)熵值不減少——熵增原理（the principle of the increase of entropy）

對絕熱過程，Q = 0 ，有ΔS（絕熱）≥ 0（大于時候不可逆，等于時候可逆） 或 dS（絕熱）≥0 (>0不可逆；=0可逆)

熵增原理表明，在絕熱條件下，只可能發(fā)生dS≥0 的過程，其中dS = 0 表示可逆過程；dS>0表示不可逆過程,dS<0 過程是不可能發(fā)生的。但可逆過程畢竟是一個理想過程。因此，在絕熱條件下，一切可能發(fā)生的實際過程都使系統(tǒng)的熵增大，直到達到平衡態(tài)。

玻爾茲曼曾經(jīng)通過仔細研究兩個球形分子碰撞前與碰撞后的景象，宣稱能證明碰撞前的熵小于撞后的熵，因此熵在增加。但是他的證明是錯的，原因是如果是這樣，同樣的論證過程可以運用在時間的反方向上，那么也應該是熵增，時間反方向上熵增，也就說明正方向上是熵減 。

那什么是對的呢？基本而言，無論從正向時間或反向時間看，熵都有往最大值跑的趨勢。也就是說只能這么說從長時間來看，熵處于最大熵的可能性要大點。而熵增或熵減并不是能夠從物理上推論出來的物理原理。

那問題是：為什么我們這個宇宙處于一個熵增的過程？目前物理界的解釋是，因為我們這個世界的初始條件是熵極小的大爆炸前的那個點，而這決定了這個世界從今往后要經(jīng)歷一段非常長的熵增過程。（參考羅杰斯.彭羅斯的著作《the Road to the Reality》(現(xiàn)實之路） ）

熵定律一種解釋

引力的“熵減”現(xiàn)象說法——熱環(huán)論

科學家們通過長期對熵理論的研究，提出了“熱環(huán)論”（又可稱“熱動論”），完成了恩格斯的遺愿。

熱環(huán)論指出：可壓縮流體的靜力學方程，即勢焓(勢能 焓)平衡規(guī)律指出，在引力場中，相同質(zhì)量的流質(zhì)其擁有的勢焓值均為同一常數(shù)，這就意味著當流質(zhì)勢能大時其焓值小(溫度低)，相反，當勢能小時其焓值大(溫度高)，如果星體中心的勢焓值比外圍低時，引力將迫使外圍低溫區(qū)熱量向中心高溫區(qū)傳導轉(zhuǎn)移，以趨于勢焓平衡。又根據(jù)熱輻射定律可知，熱輻射僅由溫度決定，不受引力影響。上述兩類因素是熱循環(huán)的動力，即熱量在引力的幫助下從低溫3k傳導至高溫億萬k(太空中或星體內(nèi)部都存在著溫度梯度這個客觀事實)，再以輻射的方式逸散到太空中去，就這樣循環(huán)往復以至無窮，這就"熱環(huán)論"描述的現(xiàn)象。

以白矮星為例，白矮星內(nèi)部無熱源發(fā)光是因為星體引力能從太空云集低溫熱能。任何星體與太空間都存在著相反的熱循環(huán)轉(zhuǎn)移過程，即使是具有內(nèi)部熱源的星體也疊加著上述熱循環(huán)過程（比如恒星的聚變熱源）。

熵定律另一種解釋

引力還是“熵增”現(xiàn)象——熱寂說

這就是著名的“熱寂說”...可以看出來，引力同樣可以解釋為“熵增”現(xiàn)象：質(zhì)量的引力把原來的物質(zhì)從低溫加熱到高溫，這個加熱的能量來自物質(zhì)本身也就是質(zhì)量的消耗（有可能來自原子核的質(zhì)量減少，也可能來自電子能級的消耗等因素，下面有分析）。但宇宙的質(zhì)量一開始怎么來的？至今還在假設(shè)當中，這也就是宇宙的誕生之謎。不過能推斷出的就是：宇宙這些“天生”的質(zhì)量其實就是“負熵”，宇宙一直都是在“負熵”變“正熵”的過程，即質(zhì)量消耗而變?yōu)闊崮艿倪^程，所以宇宙如果還有質(zhì)量，就不會是我們所說的“死亡終結(jié)”，有質(zhì)量就可以創(chuàng)造熱能，從而獲得非熱能形式的能量。所以質(zhì)量的引力把原來的物質(zhì)從低溫加熱到高溫，并不是違反熱力學第二定律的：“自發(fā)性把熱從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體”，而是消耗了自身獲得熱能，由熵增而變高溫的（這也就是我們所使用的所有能量的本源）。而把熱能還原為質(zhì)量，而不引起其他影響的，才是“絕對熵減”。

原子與原子之間的分隔是因為有電磁力（電磁力是虛光子傳遞產(chǎn)生的），遠離原子核的電子能級高。以地球為例，地球內(nèi)部物質(zhì)被高度擠壓，所以經(jīng)過壓縮，電子“被迫”降低能級，這就會釋放出能量（電子向低能級躍遷，虛光子轉(zhuǎn)變?yōu)楣庾俞尫懦鰜恚?，釋放的能量又被周圍的物質(zhì)吸收，導致周圍物質(zhì)的電子能級升高，運動更劇烈，但運動空間被引力限制，所以形成一個“惡性循環(huán)”，也可以看成是一個平衡（用來抵御壓縮，減緩體積縮小速度）：釋放能量，然后吸收，再釋放...逐漸向外圍的低溫區(qū)域傳遞，代價就是體積會不斷縮小緊密，最終達到一個“度”，產(chǎn)生新的質(zhì)變。不過如果不是恒星這樣因為引力巨大，已經(jīng)快速的經(jīng)過了一次量變與質(zhì)變的轉(zhuǎn)化的（由巨大引力實現(xiàn)的內(nèi)部更高溫，造成聚變，也就是觸發(fā)了更深層的能量釋放...），其他溫和的小天體，比如地球，經(jīng)歷的這個過程是非常漫長的，這也就導致了來自外界的變數(shù)干擾會成為必然，所以僅僅只能理論上成立。2100433B