热寂说
热力学定律1
热力学定律一、热力学第一定律 在19世纪早期，不少人沉迷于一种神秘机械, 这种设想中的机械只需要一个初始的力量就可使其运转起来，之后不再需要任何动力和燃料，却能自动不断地做功。
在热力学第一定律提出之前，人们一直围绕着制造永动机的可能性问题展开激烈的讨论，这种不需要外界提供能量的永动机称为第一类永动机。
热力学第一定律是能量守恒定律, 它是说能量可以由一种形式变为另一种形式, 但其总量既不能增加也不能减少, 是守恒的。
本世纪初爱因斯坦发现能量和质量可以互变, 所以能量守恒定律改为质能守恒定律。
这一定律指出物质既不能被消灭也不能被创造, 一度被无神论当作宇宙永恒的根据. 热力学第一定律的产生是这样的：在18世纪末19世纪初，随着蒸汽机在生产中的广泛应用，人们越来越关注热和功的转化问题。
于是，热力学应运而生。
1798年，汤普生通过实验否定了热质的存在。
德国医生、物理学家迈尔在1841－1843年间提出了热与机械运动之间相互转化的观点，这是热力学第一定律的第一次提出。
焦耳设计了实验测定了电热当量和热功当量，用实验确定了热力学第一定律，补充了迈尔的论证。
二、热力学第二定律 在人们认识了能的转化和守恒定律后，制造永动机的梦想并没有停止下来。
不少人开始企图从单一热源（比如从空气、海洋）吸收能量，并用来做功。
将热转变成功，并没有违背能量守恒，如果能够实现，人类就将有了差不多取之不尽的能源，地球上海水非常丰富，热容很大，仅仅使海水的温度下降1℃，释放出来的热量就足够现代社会用几十万年，从海水中吸取热量做功，则航海不需要携带燃料！这种机械被人们称为第二类永动机。
但所有的实验都失败了，因为这违背了自然界的另一条基本规律：热力学第二定律。
1824年，法国陆军工程师卡诺设想了一个既不向外做工又没有摩擦的理想热机。
通过对热和功在这个热机内两个温度不同的热源之间的简单循环（即卡诺循环）的研究，得出结论：热机必须在两个热源之间工作，热机的效率只取决与热源的温差，热机效率即使在理想状态下也不可能的达到100%。
热寂说
热寂说百科名片示意图“热寂说”是热力学第二定律的宇宙学推论，这一推论是否正确，引起了科学界和哲学界一百多年持续不断的争论。
由于涉及到宇宙未来、人类命运等重大问题，因而它所波及和影响的范围已经远远超出了科学界和哲学界，成了近代史上一桩最令人懊恼的文化疑案。
目录编辑本段提出毫无疑问，“热寂说”是热力学第二定律的提出者提出的。
热力学第二定律的提出者有两人，一位是英国的开尔文勋爵(Lord Kelvin)（即威廉·汤姆逊，W.Thomson），另一位是德国的克劳修斯(R.Clausius)。
那么，谁是“热寂说”的提出者呢？国内学术界大多数人都认为，“热寂说”的提出者是克劳修斯。
持此说的人一般都以恩格斯《自然辩证法》中反复提到的“克劳修斯的第二原理”的说法作为根据。
另外一条根据则是，“熵”的概念是由克劳修斯提出来的，而“热寂说”是反映宇宙中熵不断增大的一种极限状态，所以“热寂说”是由克劳修斯提出的。
事实上，如果仔细考察一下有关“热寂说”的历史文献，我们就会发现以上说法有误，至少是不准确的。
1852年4月19日，开尔文在《爱丁堡皇家学会议事录》上发表的《论自然界中机械能散逸的普遍趋势》一文指出：“在现今，在物质世界中进行着使机械能散失的普遍趋势……在将要到来的一个有限时期内，除非采取或将采取某些目前世界上已知的并正在遵循的规律所不能接受的措施，否则地球必将开始不适合人类像目前这样居住下去”。
[1]在这篇论文中，开尔文首次指出，从卡诺定理可以得出一个明显的结果，即当热从热的物体传到比较冷的物体时，就存在着机械能不可能完全恢复的耗散现象。
在自然界中普遍存在的这种不可逆转的机械能的耗散趋向，必然造成宇宙中热量的不断增加。
其直接后果是，地球必将“不适合人类像目前这样居住下去”。
显然，开尔文在这里对宇宙热寂的思想作了充分的暗示。
十年后，即1862年，开尔文发表《关于太阳热的可能寿命的历史考察》一文，该文曾被收入1902年出版的《科普讲演与致辞》一书。
热寂说ppt
热寂说的提出
于1865年4月24日在苏黎世自然科学家联 合会上作了一篇题为《关于热动力理论主要方 程各种应用的方便形式》的演讲，该文同年发 表于德国《物理和化学年鉴》。克劳修斯在这 篇文章中第一次引进了“熵”的概念，证明了 熵在绝热过程中的增加，并将热力学定律表述 为“宇宙的能量保持不变，宇宙的熵趋于极大 值”这样两个宇宙的基本定律。他指出，当宇 宙中的一切状态改变都向着一个方向时，全宇 宙必然要不断地趋近于一个极限状态。实际上， 这里所说的“极限”状态就是指“宇宙热寂状 态”。
参考文献： 钱时惕.《热力学第二定律的成立条件与热寂说问题》.河北大学学报 （自然科学版）1991.第三期
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按直观经验或热力学第二定律, 这10 个粒子经一定时间的 无规热运动之后, 将达到几率最大的状态, 即10 个粒子在 整个容器中呈均匀分布。粒子数N 愈大, 这个结论 愈可靠。 产生这一结论的原因是粒子热运动的动能远大于粒子间 万有引力相互作用的势能。
2.系统处于静态空间 设想如图2所示的又一理想实验 在空腔内有二个物质体系A 与B, 它们分别由不同种类的 物质粒子所组成。设物质体系A 的温度为Ta, 物质体系B 的温度为Tb。按热力学第二定律, 热将从温度高的物体 自动地传递到温度低的物体, 直到腔内达到热平衡为止。
上述结果是在假设空腔本身的体积保持不变的情况下得 出的, 亦即系统处于静态空间。若空腔体积发生变化, 组 成物质体系A 与组成物质体系B 的物质种类不同,它们遵 守不同的物态方程, 则可能出现体系A 的温度Ta 随空腔体 积V变化的速度不同于体系B 的温度Tb随空腔体积V 变化 的速度, 这样一来, 原来腔内已达到的温度平衡会由于体 积之变化而引起温度不平衡, 即: 在V 不变时,Ta=Tb 在V 发生变化时, 出现Ta>Tb或Ta<Tb 。 这显然也不遵守热力学第二定律。
热寂说热力学第二定律熵增耗散结构
热寂说热力学第二定律熵增耗散结构热寂说--热力学第二定律(熵增)--耗散结构00热寂说是十九世纪六十年代由德国物理学家克劳胥斯用热力学第二定律讨论宇宙问题而得出的一种错误结论。
热力学第二定律指出，在一个不与外界发生相互作用，即不与外界发生物质和能量交换的孤立系统中，熵的变化总是大于或等于零，这就是熵增加原理。
按照这一原理，孤立系统的熵必趋于极大，即趋向平衡态，最后达到温度平衡。
克劳胥斯不懂辩证法，不能正确理解热力学第二定律，故将这一只适用于有限范围的定律外推到无限宇宙中，1865年错误地把这个定律概括为“宇宙的熵趋极大”。
1867年他又在《关于热力学第二定律》的通俗讲演中，更加明确地说：“宇宙的熵趋向于极大。
宇宙越是接近于这个熵是极大的极限状态，进一步变化的能力就越小；如果最后完全达到了这个状态，那就任何进一步的变化都不会发生了，这时宇宙就会进入一个死寂的永恒状态。
”这就是热寂说或宇宙热寂说。
这段话的意思是，自然界一切机械运动、电磁运动、化学运动等运动形式都将转化为热运动，而热运动则不能向其他运动形式转化，而热量不断向宇宙空间逸散，最后达到热平衡，宇宙各处温度都一样，于是一切变化都停止了，什么运动也没有，此时宇宙陷入热的死寂状态而毁灭。
如果要使宇宙复活重新运动起来，就必须靠外来的推动。
“因此，必须设想有上帝存在了。
牛顿的第一推动力变成了第一炽热。
”（《马克思恩格斯全集》第32卷第267页）热寂说一提出就受到宗教神学界和各种唯心主义派别的特别欢迎，利用它来作为世界末日论和上帝创世说的“科学”根据。
直到1951年，罗马教皇庇护十二世在《从现代自然科学看上帝存在的证明》的演说中，还将宇宙热寂说作为“承认宇宙中有个神圣的造物主”的证据。
实际上，宇宙热寂说和热力学第二定律之间并没有必然联系，前者并不是后者的科学推论。
恩格斯根据能量守恒和转化定律指出了热寂说的错误：一是违反了能量转化原理（质不灭原理），“克劳胥斯的第二原理等等，无论以什么形式提出来，都不外乎说：能消失了，如果不是在量上，那也是在质上消失了。
学习辩证法 批判热寂说——兼评热力学第二定律
学习辩证法批判热寂说——兼评热力学第二定律
热力学第二定律虽然被认为是自然界中不可避免的定律，但有些物理学家，如热力学著名学者热寂，却有不同的看法。
他认为，能量范围中的任何失衡都可以通过总体能量的变种
消除。
因此，热力学第二定律不是不可避免的定律，而是一种具有一定条件的概率性现象。
为了回答这个问题，我们必须从辩证角度来考虑。
辩证思维是“反对对立矛盾的准确思维”，它把事物看作是相互联系、互相抵消、相辅相成的过程，它把事物踏入“历史关系”中加以
概括，它前进的积极性和把握自身解决问题的眼力都具有科学性。
因此，通过辩证思维，我们可以把热力学第二定律分为两个部分来讨论，即可循环性和不
可循环性。
从性质上说，不可循环的能量失衡只能通过能量的流失来消除，而且不可重复，因此热力学第二定律就不可避免。
而可循环的能量失衡可以通过某种方式的重复而得到消除，这样的能量失衡就不能说是不可避免的定律，所以热寂说也是可以理解的。
总之，通过辩证思维，我们可以分析热力学第二定律是一种有条件的概率性现象，而热寂说也是一种可以理解的观点。
热寂说和循环说
热寂说和循环说
热寂说和循环说，是描述宇宙命运的两种概念。
热寂说，是指宇宙在经历漫长的时间之后，会渐渐失去活力和能量，最终进入一个永无止境、全无生命、全无活动的状态。
这是因为
宇宙会不断地膨胀，渐渐地稀薄，星体之间的相互作用力也会减弱，
最后星体间将断绝一切形式的联系。
宇宙将变得极度孤寂冷清，呈现
出冷促促的灰暗景象。
而循环说，则是指宇宙的演化是一个不断循环的过程。
宇宙有一
个起点，也会有一个终点，但由于万物之间无始无终，所以宇宙的终
点也就是另一个起点。
就像一个钟摆，摆动时时刻刻都在做往返，没
有终点也没有起点。
这种循环的过程被称为“宇宙大爆炸与重整论”。
这两种说法是科学家根据天文观测和理论分析，提出的两种可能性。
目前还没有确切的证据表明其中哪一种是正确的，但从目前的观
测数据来看，循环说更能得到支持，也更符合宇宙的普遍规律。
俞允强宇宙热寂说
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热寂说
热力学第二定律揭示了自然界宏观过程的不可逆性,是19世纪自然科学发展所取得的伟大成果之一,它和其他许多自然规律一样,适用范围具有条件性和局限性.1865年克劳修斯把第二定律应用范围推广至整个宇宙,提出了"宇宙的熵趋于极大"的观点.1867年他进一步指出:"宇宙越接近于其熵为一最大值的极限状态,它继续发生变化的机会也越减小,如果最后完全到达了这个状态,也就不会再现进一步的变化,宇宙将处于死寂的永远状态."[1]这就是"热寂说".第二定律是否适用于宇宙?宇宙"热寂说"是否成立?这些问题虽然争论了一百多年,但至今尚未解决.目前西方某些学者倾向"热寂说",[2]他们认为当前流行的大爆炸宇宙说是支持"热寂说"的,理由是宇宙起源于一个密集能源的大爆炸.当这个稠密的能源向外膨胀时,它的膨胀速度逐渐减慢,从而形成了银河系、恒星和行星.当这个能源继续膨胀、消散时,它失去原来的秩序,最后使熵达到最大值,即达到热寂的最终热平衡状态.许多学者从哲学角度对"热寂说"进行了批判.本文则着重从物理学角度讨论这个问题.对热力学定律做出杰出贡献的克劳修斯，在1865年发表了《力学的热理论的主要方程之便于应用的形式》的论文。
文章中把热力学第二定律表述为“一个孤立系统的熵永不减少”即熵增加原理。
在这篇文章的末尾，克劳修斯指出，如果热力学第一、第二定律适用于整个宇宙，则可以得到如下结论：“（1）宇宙的能量是恒定的；（2）宇宙的熵将趋于某个极大值。
”克劳修斯认为这两个结论是宇宙的基本原理。
1 867年，克劳修斯又进一步明确提出：“宇宙越接近于其熵为最大值的极限状态，它继续发生变化的可能性就越小；当它完全达到这个状态时，就不会再出现进一步的变化了。
宇宙将处于一种热寂（heat death）的永恒状态。
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11
耗散结构学说
“耗散结构”是指一种远离平衡态的有序结构。 耗散结构理论认为关键在于系统必须是开放的，而且系统内有序结构的产生要靠外界 不断供给能量和物质以及负熵流。 耗散结构理论提出不久，一些人即将其推广到整个宇宙，认为宇宙是一个无限发展的 开放系统，它远离平衡态。由于它不断吸取负熵流，因而在宇宙的一些区域内，熵不 但没有增加反而有减少的趋势。因此宇宙不可能变成完全无序的“热寂”状态。
9
大爆炸学说---“倒了头”的宇宙“热寂说”
未来所有恒星上的热核反应都将逐渐停止，留下的将是各种各样的宇宙“熔渣”--黑 矮星、中子星和黑洞，而宇宙的背景辐射温度将不断下降，以至于无限地趋近于绝对 零度，最终达到另一种意义上的“冷寂”。宇宙另一种可能的状态是，当膨胀达到最 高点，背景辐射的温度降到最低，此时宇宙开始收缩，温度又重新上升。当宇宙不断 收缩至愈来愈接近它的最后阶段时，环境条件同大爆炸后不久起支配作用的那些条件 越来越相似，宇宙又重新回到处于“热寂”状态的基本粒子“羹汤”状态。这实际上 是一个反演过程。在宇宙暴缩的最后时刻，引力成为占绝对优势的作用，所有的物质 都将因挤压而不复存在，包括时空本身在内的一切有形的东西统统将被消灭，只剩下 一个时空奇点。无论宇宙最后出现哪一种状态，其结果对人类来说都将是灭顶之灾。
7
大爆炸学说
现代宇宙学的基本模型——宇宙大爆炸 由于在膨胀过程中，不同物质的温度降低的程度不一样，辐射温度降低较慢，粒子温 度降低较快，就会造成Tr大于Tm而产生温差。这与经典热力学的结论正好相反。虽然 这个温差会由于辐射与粒子之间的碰撞而消失，以至达到热平衡，但是由于达到平衡 所需的时间比宇宙膨胀所需的时间要长，因而辐射和粒子之间就永远不可能达到热平 衡。此时系统的熵尽管不断增加（这与热力学第二定律相符），但它离平衡态却越来 越远。而宇宙中发生的正是这种变化。
3
缘起
4
热寂说的影响
“一切时代的结晶，一切信仰，一切灵感，一切人类天才的光华，都注定要随太阳系的 崩溃而毁灭。人类全部成就的神殿将不可避免地会被埋葬在崩溃宇宙的废墟之中--所有 这一切，几乎如此之肯定，任何否定它们的哲学都毫无成功的希望。 伯特兰•阿瑟•威廉•罗素
群起而攻之
反马克思辩证主义
“的争论已成为过去，是科学来确定世界真正结构的时候了
物理学家诺维科夫
涨落学说 宇宙大爆炸学说
耗散学说
涨落学说
波尔兹曼(L.Boltzmann)的“涨落说” 波尔兹曼在对气体分子运动的研究中，最先对熵增加进行了统计解释。按照这种解释， 热平衡态附近总存在着偶然的“涨落”现象，这种涨落现象并不遵从热力学第二定律。 由此，波尔兹曼将气体分子运动论的观点推广到宇宙中，认为整个宇宙可以看成类似 在气体状态的分子集团，围绕着整个宇宙的平衡状态则存在着巨大的“涨落”。即使 在与整个广延的宇宙相比极其渺小的恒星系和银河系中，在短时期内也存在着这种相 对的热平衡附近的“涨落”。按照这种假说，宇宙就必然会由平衡态返回到不平衡态。 在这个区域，熵不但没有增加，而且是在减少。因此，宇宙也就不可能产生“热寂”。
宇宙是孤立系统吗？
12
另一种观点
阳 极 必 生 阴
阴 极 必 生 阳
13
参考文献
赵凯华.“热寂说”的终结.北京：北京大学学报（哲学社会科学版），1990,(4), 温伯格.宇宙最初三分钟.张承泉等译.北京：中国对外翻译出版公司，2000,119. 戴维斯.宇宙的最后三分钟.傅承启译.上海：上海科学技术出版社，1995,93. 苏汝铿.大爆炸宇宙学是倒了个头的热寂说.上海：上海人民出版社，摘译.1976.(1).1～6.）
热寂学说的是是非非
1
缘起：热寂说
热寂学说
克劳修斯在苏黎世自然科学家联合会上作了一篇题为 《关于热动力理论主要方程各种应用的方便形式》的 演讲上提出两个宇宙的基本定律：
宇宙的能量保持不变
宇宙的熵趋于极大值
他指出，当宇宙中的一切状态改变都向着一个方向时，全宇宙
必然要不断地趋近于一个极限状态。实际上，这里所说的“极 限”状态就是指“宇宙热寂状态”。
10
大爆炸学说
现代宇宙学的基本模型——宇宙大爆炸 由于在膨胀过程中，不同物质的温度降低的程度不一样，辐射温度降低较慢，粒子温 度降低较快，就会造成Tr大于Tm而产生温差。这与经典热力学的结论正好相反。虽然 这个温差会由于辐射与粒子之间的碰撞而消失，以至达到热平衡，但是由于达到平衡 所需的时间比宇宙膨胀所需的时间要长，因而辐射和粒子之间就永远不可能达到热平 衡。此时系统的熵尽管不断增加（这与热力学第二定律相符），但它离平衡态却越来 越远。而宇宙中发生的正是这种变化。
8
大爆炸学说
宇宙膨胀的原因是由于引力的作用。有引力作用的热力学与无引力作用的热力学得出 的结论完全不同。在不考虑引力的经典热力学中，加热则体系升温，冷却则体系降温， 热容量是正值。而在一个自引力体系中情况刚好相反，加热则体系变冷，放热则体系 升温，热容量是负值。而负热容物体的存在对于热力学来说具有根本性的影响。在一 个体系中，如果同时存在着正热容物体和负热容物体，那么这个体系就具有极大的不 稳定性。稍有扰动，平衡就会彻底遭到破坏而产生温差。只要有自引力体系存在，原 则上就不存在稳定的热平衡，而宇宙间的天体或天体系统大多数正是这种自引力系统。 尽管自引力系统中熵是增加的，但由于没有热平衡，因而熵的增加是无止境的，永远 都没有极大值。
纪录片 宇宙的构造 宇宙时空之旅
14
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2016·5·8