為什麼在我們物理規則當中，破壞一個物體比建設一個物體容易?宇宙中有沒有相反規則？

2020-02-18 16:01:23 佚名

TigerShaw95587515

因為宇宙的基本規則是熵增！關於熵增有一種解釋為自發地從秩序向混亂過渡。任何加速熵增的行為都是宇宙規則所認可的，但是局部熵減卻會導致封閉系統其他地方更劇烈的熵增，複雜性就會突然增加。

也可以理解為一個集合，數學中的概率對應著這個問題，建設一個物體是事物發展無限集合裡的個別確定值，而破壞後的狀態是其他解。所以有限解的概率非常小，而對應的其他項太多了。

明其他

這個問題看似簡單，其實涉及到我們的宇宙是怎樣搭建的，以及運作運作中最深沉的物理規則。這裡我的答案只能算是拋磚引玉吧。

破壞容易建設難

”破壞一個物體比建設一個物體容易”。

確實，我們在生活中經常遇到這樣的事情：辛苦搭建的多米諾骨牌，一不小心就會土崩瓦解；

把黑芝麻和白芝麻分開要費很多功夫，但是反手就很容易混在一起；

沙灘上的城堡花了小朋友一下午的時光，可惜一個細浪過來城堡就會面目全非。

。。。

這些現象背後其實隱含著一個基本的自然原理→“熵增原理”。

熵增原理

在我們宇宙中，有各種基本規則和原理，決定著宇宙怎樣運行、怎樣變化，比如能量守恆原理，質能轉換規則等等。大部分這些基本規則都是等式，但是熵增原理卻是一個不等式，十分神奇。

什麼是熵增原理呢？

熱力學系統從一個平衡態到另一平衡態的過程中，其熵永不減少：若過程可逆，則熵不變；若不可逆，則熵增加, 即 ∆s>0

熵增原理是大名鼎鼎的熱力學第二定律的一個推論。後來大科學家玻爾茲曼對熵進行了具有深遠意義的微觀解釋：

熵是系統微觀粒子的無序程度的度量

系統越無序，越雜亂，系統的熵越大。

這樣就把系統熵這一概念引入信息論、生態學、宇宙學等其他廣闊的領域。

玻爾茲曼的墓碑上刻有熵的公式

系統從無序到有序要付出代價

熵增原理通俗來說：

在一個孤立系統中，熵總是自發增加的，即系統內的無序度總是增加；如果要使系統的熵減少，系統更有序，就必須要對系統做功，以減少熵，增加有序度。

舉個例子：

你的房間，如果看作一個孤立的系統的話，房間的熵總是自發增加的，也就是房間會越來越亂。要讓房間的熵減少，變得整潔，那就必須對房間做功，也就是要花功夫打掃衛生，收拾房間。

想想看，大家通常花了很多力氣收拾好屋子，但是隻要隨便弄亂幾樣東西，房間就會變得很亂→這就是房間的無序度更容易增加了。

明白了熵增原理，就很能解釋為什麼破環一個物體比建設一個物體容易了。因為，破環一個物體更容易造成系統的無序度增加，而建設一個物體是從無序到有序，是熵減少的過程，更難！

再舉個例子：

生產一輛汽車，需要許多的零部件。要把這些部件組合在一起（無序的初始系統），成為一輛工作的汽車（一個有序的系統），就需要工人去把部件裝配起來，也就是對系統做了功從而使系統的熵值減小。

再說，要讓汽車正常工作，需要所有的零件都好好工作，但是往往只是一兩個零件的損害，整個系統（汽車）就不工作了。這也是典型的“破壞容易建設難”的例子。

所以建設一個物體比破壞一個物體更困難，是由這個宇宙的一個基本規則，熵增原理，所決定的。

這個宇宙的熵增，是別處的熵減

很早以前的先賢、哲學家、科學家就已經意識到這個宇宙的基本現象了。

“天之道，損有餘而補不足”

“由儉入奢易，由奢入儉難”

這些都是熵增原理的不同表現形式。

人類從這些對世界的觀察中歸納、總結出了熱力學定律，並推論出熵增原理。

所以嚴格說，熵增原理只符合我們人類目前所能夠觀察到的宇宙！

這很重要！

因為在宇宙遙遠的別處，存在人類還沒有觀測瞭解的空間，也許其基本物理規則跟我們已知的宇宙是不一樣的。在那些世界中，起作用的不是熵增原理而是熵自發減少的原理！

破鏡重圓不是夢

在那樣的世界裡，一切都是井井有條的，要對一個系統做功才能將其變成無序的系統。

破碎的鏡子會自動變完整；

雜亂的房間會自發的變得整潔；

混在一起的黑白芝麻輕易就自動分開；

總之，在那樣的世界裡，破壞一個物體會比建設一個物體更難。

這就回答了題主問題的第二部分：確實存在相反的規則讓破壞物體比建設物體更難！

我不能想象那樣的世界到底是多麼神奇或者多麼怪誕，但是我願意相信那樣的世界一定存在，就像我們現在生活的宇宙一樣真實不虛！

總結

熵增原理使我們已知的宇宙更容易變得無序
破壞物體使得系統的無序度增加，所以要比使無序度減少的建造物體更容易
在未知的地方可能存在相反的熵減規則

好了，這個問題目前就回到到這裡。希望能對你有所幫助。

限於篇幅，很多相關的內容，比如熵的漲落，自發熵減，耗散結構和自組織等等沒有在這裡涉及。

歡迎大家留言討論！

九洲奇妙記

任何事情都是構建比破壞更難。我們可以隨手而為打碎一面鏡子，卻需要花費無限心力去修好一面鏡子。從物理學看來，所有的一切都是因為我們生活在一個“熵增”的宇宙。建構一個物體是“熵減”，破壞一個物體是“熵增”，宇宙隨著熵增的河流變化，順流而下永遠比逆流而上輕鬆。

“熵”到底是什麼？

熵絕對是物理學界最有趣，且最抽象的一個概念。宇宙是熵增的，這是由熱力學第二定律推導出來的。

克勞修斯表述為：熱量不能自發地從低溫物體轉移到高溫物體。開爾文表述為：不可能從單一熱源取熱使之完全轉換為有用的功而不產生其他影響。熵增原理：不可逆熱力過程中熵的微增量總是大於零。在自然過程中，一個孤立系統的總混亂度（即“熵”）不會減小。

熵看似來源於熱力學，但其本質其實體現的是統計學原理，描述得是一個封閉系統的整體混亂程度。

這個系統似乎可以成任何東西，所以讓“熵”成了這個宇宙最核心的一個概念，可以和許多理論進行結合。愛因斯坦更是篤信“如果我們現在已知的理論可能被推翻，唯有熱力學第二定律永遠不會被推翻。而如果一個新理論違背了熱力學第二定律，我敢說這理論沒救了。”

這就是“熵”對於我們這個宇宙的統治力。為什麼熱力學第二定律如此神聖？熵增是如此不可避免？

追蹤溯源

1824年，薩迪·卡諾出版了《關於熱的動力思考》。他在書中揭示了理想的熱機效率理論，熱機就是那個時代的一種理想的蒸汽機。它可以將熱能轉化為機械能，其大致工作原理就是製造兩個不同溫度的熱源，然後運用卡諾理想中的熱能與機械能的循環原理，簡稱卡諾循環，其過程中將不會產生無用功。

對，這就是一種“永動機”構想。現實中低效的發動機都將慢慢地耗盡溫度差，降低熱流，最終熄火。所以卡諾註定無法成功。

半個世紀後，魯道夫·克勞修斯受到了卡諾的啟發（錯誤的理論只要能引發人類的思考，一樣具有價值，所以別害怕犯錯），量化了這種熱能會隨時間消耗的趨勢，進而提出了“熵”的概念。“熵”被克勞修斯定義為一種內在屬性。數學式簡單的表達就是，熵=變化的熱量÷熱力學溫度。

而卡諾循環成立的核心就是系統的總熵不變，但事實上這種情況無法做到，熵會增加。“熵”的增加就意味著兩個熱源正趨向於同一溫度，從而降低做有用功的能力。本質上來說，“熵”就成了一種衡量系統能量的均勻分佈情況的指標。能量分佈得越均勻，用處就越小。由於認知的有限，當時人們對“熵”的理解僅僅是從熱流的角度來考慮，熱被認為是一種物質流體。

統計力學的詮釋

而後一場統計力學革命，才真正揭示了“熵”的本質。路德維希·玻爾茲曼創立的統計力學起源於他的氣體運動理論。該理論將熱力學行為解釋為牛頓運動定律下微小粒子個體運動的總和結果。而統計力學其實就源於“排列組合”的簡單想法，給你一定規模的觀察量，它們會多少種組合方式？這些都是由微觀粒子的排列位置、速度等微觀態來決定，而溫度、壓力、體積和數量這些熱力學定義則是微粒子大規模宏觀特性特定組合的宏觀態。

一種宏觀態下，可能存在大量不同的微觀態。最核心的一個觀點是：如果一個系統自行運行，根據物理定律，它最終會嘗試所有可能的微觀態。正是這個原因，一些有價值的微觀態永遠佔少數，大多數都是混亂的無用狀態。如果在隨機的時間點上觀察這個系統，系統將從眾多可能的微觀態中隨機呈現出一種，並體現出其對應最一致的宏觀態。

一個系統內的熱力學現象，主要是由空間內的能量分佈來決定。能量的分佈的情況決定了這個系統的熱力學性質。當一個系統自動運行足夠長時間，系統中的粒子和能量在所有可能不同形態的呈現中，絕大多數可能的能量分佈會使系統非常接近一個宏觀狀態，就是熱平衡狀態。

總之，統計力學闡述了大規模系統特性，能與熱力學的計算數值完全一致。但這與熵有什麼關係呢?

玻爾茲曼給出的回答是：“熵”=體系的符合宏觀態的微觀態個數的對數×玻爾茲曼常數，即S=klnΩ（體系微觀態Ω是大量質點的體系經統計規律而得到的熱力學概率，玻爾茲曼常量k=1.3807x10-23J·K-1）。

當然由於涉及統計學的一些計算，普通人看到這，還是一臉懵逼。但為什麼要提這個呢？其實是為了改變一個大家對“熵”的一個普遍誤解。比如，經常以“房間從有序變得無序或者變得凌亂”來比喻“熵增”，其實這和“熵”還真沒多大關係，主要還是你懶。

秩序與低熵狀態還是有區別的。在熱力學的“熵”中，也僅有一些會改變熱力學的性質。熱力學第二定律並不代表一種混亂的趨勢，“系統熵值”與“粒子混亂度”並不是一一對應關係，只有一些特定的粒子排列才能改變熵值，排列組合一些單詞或弄亂一間房，是滿足不了玻爾茲曼方程的，也就無所謂“熵”。要深入理解這一概念，有興趣可以去了解下“信息熵”。

總結

從統計學的角度來看，系統中能產生的微觀態數量越少，熵值就越小；能產生的微觀態數量越多，熵值就越大。而沒有什麼比系統的平衡狀態，可包容的微觀態數量更多的了，所以平衡態往往都是熵值最大。

為了達到“構建”的目的，必須引入外部的能量。你的想法，你的構思，你的勞動，在為你的系統構建“減熵”的同時，卻在為另一個更大的系統“增熵”。而一座金碧輝煌的宅邸，你即便不管它，經歷時間的洗禮也會腐朽。

這也是“熵增”帶給宇宙的一種新見解。這些見解在宇宙基本定律中並未涉及，比如描述運動的牛頓定律還是量子力學都不關注時間走向。但脫胎於熱力學第二定律的“熵增”卻能清晰地描述了過去和未來，就好比給宇宙插入了一把時間之箭。

在這世界上，讓建構比破壞更容易的物理規則是不存在的，除非你能逆了時間之箭。所以請珍惜你所擁有的，珍視你與別人共同所構建的一切平凡卻美好的人和事，剋制你所謂個性的率性而為。

傷一個人一兩句狠話就夠了，維修一段關係可能你要說一輩子好話。

歡迎關注@想法捕手，讀科學，聊宇宙。

想法捕手

題中使用了“破壞”一詞，就表明了題主做判斷的價值傾向。有了傾向性，任何判斷將不再公正和客觀。因為，我們眼前的世界，唯有運動普遍存在。而破壞，以及構建，不過是運動的不同表述方式。如題中所述，並非破壞就一定要比建設更容易。

人類花費巨資並耗費巨大的電力來打造一個粒子加速器，目的不就是用來“破壞”一個比較基本的粒子並進而研究這個粒子的結構和組成嗎？這種破壞就是極端困難的操作。

描述一個普通的碳氫化合物燃燒過程，我們可以把破壞“碳氫化合物”的同時“建設”（形成）水和二氧化碳這兩種物質的過程統一起來看，破壞，和建設，顯然是一對兒聯動互舞的精靈，充斥著整個宇宙的運動過程，始終相伴相隨，從不分離單幹。

郭城3點14壹伍玖

都沒說到點子上，因為我們給予“建設”太多限定條件，但是給予“破壞”卻只要求“損壞成任意狀態”即可，也就是“雙標”！把“破壞”定義為“摧毀性地改變物體現有形態和結構”，把“建設”定義為“遵循複雜規則地重建物體的形態和結構”，我們認為“把東西砸爛”就是破壞，假設我們把“破壞”加上一些列限定條件，你還會覺得簡單嗎？假設我們要求破壞（摧毀）一棟建築，但是這個“破壞（摧毀）”的標準是: 混凝土不能超過10*20*30cm的大小且不能有粉末，鋼筋必須每一段保持100cm大小且橫截面要光滑平整垂直於鋼筋，每塊玻璃碎片都是等腰三角形，每塊瓷磚要求完整不破碎，都是或者要求每一塊建築垃圾都是同類垃圾的分型，你看看這個容易不？

獸仁的芻狗

[捂臉]不要關注ID，只是佔坑，和學校沒關係。

熵，好像是描述物質無序度大小的，記不清了，在一定溫度下，自發反應都是熵增反應。大概是無序度（混亂程度）越大越穩定。

物理中，在許多場裡面，對應的物質（粒子、物體）在無約束的情況下都傾向於向著勢能減小的方向移動。比如，從樹上落下的蘋果，落下過程中在釋放原本的重力勢能，趨向於能量水平低的位置。

再比如，原子的衰變（衰變過程中產生新粒子釋放一部分能量），電子的躍遷（在不輸入能量的情況下，傾向於從高能級向低能級躍遷，釋放能量）

至少目前看來低能量水平更加穩定，持續存在時間也更加長。

至於為啥，比喻一下，沒吃飽飯（低能量水平）和吃飽飯（高能量水平）的熊孩子，大概是吃飽的更能鬧騰和闖禍。物理媽媽大概更加喜歡熊孩子安靜點吧。

學識有限，難免有疏漏，歡迎指正。

武漢理工大學WHUT

破壞一個物體我們可以看做是從有序到無序的過程，這個過程中熵值增大。宇宙中所有東西都在經歷從有序到無序的過程，如果把這個過程反過來那就需要吸收能量。唯一一次相反的情況是宇宙大爆炸，從有序到無序，同時釋放了能量。

雄貓Tomcat

在日常生活中，我們確實會發現破壞一個物體很簡單，但建設一個物體很難，比如說打碎一個玻璃杯太簡單不過了，隨手扔在地上就可以了，但如果想把打碎的玻璃杯復原，幾乎是不可能的，完全的復原是不可能做到的。

這種現象看似簡單，其實暗藏著一個深奧的宇宙奧秘：熵！熵，簡單說就是衡量宇宙萬事萬物混亂程度的尺度，而宇宙總是趨於熵增，也就是所謂的“熵增原理”，熵越高，意味著越混亂無序，反之熵低意味著有序。

而熵增原理表明，宇宙總是無情地從有序走向無序，沒有人能阻止這個過程的發生，最直接體現在時間箭頭上，時間箭頭總是無情地指向未來，只有一個方向。

而宇宙從有序走向無序是從整體上來講的，在某個局部某個特定時間短，當然也會出現熵減的情況，比如說我們的地球已經地球上的一切，包括人類自身，都是熵減的直接體現，人類已經其他生命體都是高度有序的，人類創造的文明，比如說飛機，汽車，手機，電腦等都是熵減的表現。雖然人類在局部能創造出有序的事物，但阻止不了整體走向無序的趨勢，而且每當人們製造出有序的事物時，都不可避免地向周圍環境釋放出更大的無序。

熵增是大趨勢，目前宇宙中並沒有存在相反的規則，在自然條件下萬事萬物總會趨於無序。舉個例子，在沙漠中，沙子幾乎不可能在自然條件下在風的作用下創造一個城堡沙堆（或其他性狀），理論上可能會發生但實際上是不可能的。因為無序比有序更容易！