熱力學第二定律

波茲曼回應道，熱力學第二定律不是一個必然的規律，而是統計性的。熵並不必總是增加，而是有極大的可能性會增加。 因此，即便可能性極小，宇宙中也必然會出現隨機漲落而熵減小的情況，人類與生命此類高度有序的存在也因此而誕生。 《眺望時間的盡頭》 布萊恩．葛林 蒸汽機從燃燒的燃料吸收熱和熵，並把熱和熵釋放到較低溫的環境。燃料和環境的溫差就是重點所在。 要瞭解原因，想像你打開兩台一模一樣的小暖爐，其中一台擺在冰冷的房間，另一台則擺在高熱的房間。在冰冷房間裡，寒冷的空氣分子受了小暖爐攪動，導致它們移動得較快，分散得較廣，於是它們的熵也大幅增加。 在高熱房間裡，空氣分子已經移動得很快，也早就飛掠到廣大範圍，因此小暖爐只略微增加它們的熵。 所以，即便兩台小暖爐完全相同，它們轉移到周遭環境的熵，仍是不同的：兩台小暖爐所產生出的熱是相等的，擺在較寒冷環境裡的那台，轉移了較多的熵。 因此比較寒冷的環境，把所接收的給定數量的熱放大了，也構成了較大的熵增加現象。 瞭解了這一點，我們就知道，蒸汽機只需把所吸收的熱排放一部分到比較寒冷的環境，也就能把它得自較熱燃料的熵，全部予以排除。接著殘餘的熱就可以運用來驅動蒸氣膨脹，推動活塞並完成有用的功。

這是解釋說法，不過別讓細節遮蔽了更大的結論：隨著時間流逝，物理系統會以高得出奇的可能性，從較低熵組態朝向較高熵組態演變。 倘若像蒸汽機這樣的系統試圖維繫它的結構完整性，那麼它就必須把它所累積的熵轉移到周遭環境，藉此來克服熵增加的自然趨力。要辦到這點，蒸汽機就必須把廢熱釋放到環境中。 熵的兩步法則是宇宙的核心特徵，循此它便能朝向漸增無序狀態發展，同時卻又能生成並支持像恆星、行星和人類這樣的有序結構。

蒸汽機每走過一次循環都必須重設熵態，或許你會感到納悶，萬一沒有完成這件要項，倘若熵重設失敗，結果會是如何？ 這就相當於蒸汽機並沒有排放出適度廢熱，於是蒸汽機每走過一次循環都會變得越熱，直到最後它就會過熱並損壞。 然而這同一門物理學，卻也是生命和心智是否無止境延續到遙遠未來的核心關鍵。

你很可能並不覺得自己是一台蒸汽機，或許連什麼奇巧實體裝置都不是。我也很少使用這些詞彙來形容自己。 不過請想想看：你的生活牽涉到的歷程，和蒸汽機的歷程同樣是種週期循環。日復一日，你的身體燃燒你吃下的食物和你呼吸的空氣，來提供能量供你執行內部運作和外顯活動。就連思考這項活動—發生在你腦中的分子運動—也是由這些能量轉換歷程來提供動力。 因此就像蒸汽機，除非你能清除過量廢熱並排入環境來重設你的熵，否則你就活不下去。