【聊聊】熵Entropy是什麼?用科學解讀人生亂度、自由、趨勢

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#從科學看人生 #WinniePedia時間
 
過去大學跟研究所主修材料工程,在唸書及做實驗的時候,發現某些定理及科學名詞其實可以呼應到人生,因此想把過去的知識梳理後書寫下來分享。

熵(Entropy)因為天能這部電影變得討論度很高!那麼究竟熵是什麼意思呢?

熵的希臘語原意是指內向的意思,代表一個系統不受外部干擾時會趨於往內部最穩定狀態發展

這邊想跟大家分享的是熵的統計學定義(其實還有熱力學的定義,這邊先不談)

Entropy: A measure of the degree of randomness or disorder of a system. 代表的是原子或分子混亂的程度

熵的公式為 S=k(lnΩ)
  • k是波茲曼常數,波茲曼也是發現熵跟微觀狀態數量有關的科學家。
  • Ω則為該宏觀狀態中所包含之微觀狀態數量,是一個非零自然數(1,2,3..),也可以想像成是有幾種可能的位置或狀態,當其可能的位置越多時,熵值也會越大。
  • 所以熵必定不是負數(根據對數的性質,當x值為非零自然數,則取ln皆大於零)

根據這個定理可以得到以下幾種分析可以套用在人生上

1. 當可能的變化(Ω)越多的時候,熵值(S)就越大,也就代表其亂度越高

這其實也十分合理,當你有越多可能性或是選擇越多的時候,本來也就會增加選擇的難度。將科學式套用在人生路途上也是十分合情合理!

世上之路是越走越會出現許多要走的路,所以會讓人感到虛空又複雜。

2. 從固態融化成液態時,因為可能的位置(Ω)變多,所以熵值也提升

液態的變化可能性是比固態來得高的(分子可以移動的位置數增加),代表著當你得到更多自由時,混亂程度也會提升。這種狀態用來解釋學生時期往往目標跟生活狀態都非常單一跟固定,所以十分規律,也比較少會出現過度混亂或是茫然無措的狀態;而出了社會之後自由度隨之提升,人感到茫然跟無所適從的機率則變高。

3. 根據熱力學第二定律,將宇宙視為一個巨大的孤立系統,熵值只會增加,混亂程度只會增加,會朝向最大熵前進

也可以用房間的混亂程度比喻,讓房間變混亂及維持房間整齊哪個比較容易呢?一定是讓房間變混亂吧?(潔癖控例外喲)

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因為使房間變亂的方式遠比變整齊的方式多,所以Ω是比較高的呀!那系統又會偏向熵值增加,這就代表著房間變亂的必然性啦 

每個人都是第一次過人生,難免會感到茫然無措

從熱力學第二定理來看,宇宙本就是趨向最大熵值(最大亂度),人生的趨勢亦然,隨著年紀及資歷增長,可能的狀態就會增加,人生的熵值也會增加!

所以不必對這必然的趨勢感到害怕,既然知道是必然的,心情上應該也就泰然許多了吧!

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