从时间坐标轴到热力学第二定律

热力学第二定律指出“不可能从一个单一的热源获得热量，在没有任何其他影响的情况下，将热量完全转化为有用的功。”抽象，太抽象了！让我们把它放在一边，谈点别的。

我们生活的世界是一个四维世界，三维空间加上一维时间。描述空间和时间的物理量是有方向的，从A点到B点，位移的方向是从A点到B点，位移的方向也可以是从B点到A点，这只能通过再从B点到A点来实现。在高中物理学习中，引入时间坐标轴来描述时间。在坐标轴上，可以用t=0的时间来研究t=3和t=-3的时间，或者t=0到t=3的时间周期，或者t=0到t=-3的时间周期。当研究垂直向上投掷运动时，初始速度为-V(t)，加速度a=g，最终速度V(t)=0，上升高度为h，现在当执行返回时间时，初始速度V(0)=0。加速度a=g，其最终速度V(t)和下落高度h，通常被高中教师作为“逆向思维”方法来处理，这意味着它沿着时间轴是向前还是向后并不重要。

但实际上，对于一个系统来说，并不存在这样的理想。从过去到现在，从现在到过去是绝对不可能的！电视剧经常有“穿越”，但每个人都知道“历史不会重演”。破损的镜子无法自动修复。你和我都在慢慢变老，永远不会“老去”。当然，我不能回到我的童年，向一个女孩忏悔。

温度为0度的生鸡蛋在热水中加热。这个鸡蛋从热水中吸收热量Q，变成温度T(t)的熟鸡蛋。现在，该回去了。将这个温度为T(t)的熟鸡蛋放入热水中，释放热量Q，然后将其变回温度为T(0)的生鸡蛋。这可能吗？没门。这违反了热力学第二定律。热量只能自发地从高温物体转移到低温物体。热力学第二定律不是电视剧，它被禁止回到过去！微观本质和统计意义在于，热系统中粒子的混沌程度只会逐渐增加。描述混沌程度的物理量是熵。沿着时间轴的正方向，系统中的粒子将从有序移动到无序，从概率较低的状态到概率较高的状态。再说一遍，时间是不允许倒流的。