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能否尽量通俗地解释什么叫做熵? 第1页

  

user avatar   yan-zhi-cheng-li-41 网友的相关建议: 
      

既然是“尽量通俗易懂”,那我就尽量一把。熵最早是由克劳修斯提出。按现在的学科分法,他应该也是搞物理化学的。当时人们热衷于气体、热机、梦想着永动机。克劳修斯发现当前没有一个量来表示系统(孤立系统)的稳定性,这怎么能行?。传统物理量:温度、压强、能量都没法来干这事。克劳修斯想,既然没有,我就创造一个,取名叫了熵。并对其进行了定量描述,用来判断系统的稳定性。

虽然熵很早就没克劳修斯这种大神创造出来了。但是它的物理意义一直没人知道。相当一段时间就被当成一个纯物理量来用。直到又一位大神玻尔兹曼的出现。他是研究统计热力学的,他发现熵这个宏观物理量和微观的权重(所谓权重,可以简单理解为概率的大小)很相似。从权重角度考虑,熵就是宏观状态的多样性。这就明白多了,哪个状态的概率大、其熵就大。而概率是可以用数学方法算得。

关于熵的不形象比喻:高中在操场做操的时候,只有在被命令的情况下才能按方正队形站好,一旦处于命令解除,处于自由状态,肯定是乱成一团。因为乱成一团的概率大、多样性高、熵大。这一过程就是熵增加原理的比喻。 但是、但是、但是,绝不是说熵增加过程就是变混乱的过程。这是不对的。可能是满足某一概率分布。

水平有限,请大神们指正。


user avatar   hao-luo-69 网友的相关建议: 
      

前些天随手写了个对分析力学的解读,学妹说很有知乎大神的风范。特地来知乎转转,看了很多好贴好回答,也来贡献自己的力量。

--------------------------------正文(看起来长,可读性很高)-----------------------------------

其实前面几位的回答已经足够好了,相信有数理基础的人基本能读懂了,但是还有几个“一听就懂的关键术语”,前面的大神没有提到,我来补充。

也是从概率论入手:

1、原理一:微观状态等概率原理

假设有5枚硬币,每一枚硬币要么正面(1)朝上要么反面朝上(0),“00010”就是一个微观状态,每个硬币有(0、1)两种可能,于是一共有“2的5次方=32种”可能。注意,记录微观状态的时候,“00010”和“00100”是两种不同的状态。

2、原理二:全同粒子原理(全同硬币)

由于这些硬币宏观上是不能被区分的,于是“00010”和“00100”这两种微观状态,对应于同一种宏观状态——即:1个正面4个反面——可以数出来,这种宏观状态出现的概率(记做:P=5/32)(也叫做微观状态数为5)。

3、结论呼之欲出:二项分布,高斯分布

我们已经知道,微观状态等概率分布;那么宏观状态如何分布呢?答案就是中学学过的二项分布;当硬币很多很多的时候,就过渡到宏观状态的高斯分布。高斯分布什么特点呢?两边概率很小,中间概率很大。当硬币非常非常多的时候,中间一小块区域的概率近乎于100%。也就是说,中间的那些宏观状态,拥有的微观状态数(记做:W)非常大。

4、什么是熵(记做:S)?

熵的统计学定义就是:某个宏观状态的微观状态数,取对数(S=lnW)。可以看得出来,熵越大的宏观状态,具有越大的出现概率。

5、所谓熵增

更为形象的事件是:1、这无数多个硬币,不是躺在桌子上的,而是在时常地跳动,对于某个硬币来说,它一会儿正面一会儿反面。但是对于所有硬币这个整体,它基本上是50%正面和50%反面。2、如果在某一时刻,你强行让所有硬币都是正面(此宏观状态的微观状态数为1,熵最小),但是你阻止不了它跳动,这些硬币很快就会“演化成”熵最大的宏观状态,是谓熵增。

6、补充:

理论上,硬币世界是可以演化到全部正面或全部反面的”小熵“状态,但是,动辄阿伏伽德罗常数数量级(10^23)的统计结果会告诉你,这个概率非常非常非常小,高斯分布的极限是什么?函数,就是在熵最大的地方的一个窄条。


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“我举报女友吸毒,自己反而被判刑六个月…”


今天的推送我觉得是所有去夜店蹦迪、电音节的人都应该看的一篇文章。


tututu先讲个真实发生过的故事:


主人公是个白纸男孩,我们就叫小白吧。


小白去蹦迪认识了朋友的朋友Yuki,Yuki是个留学生、老夜店玩咖,一看到小白跟个宝藏男孩一样,就疯狂的去倒追小白,两个人就在一起了。


在一起之后,Yuki就经常会去小白家里睡觉。


但因为Yuki在美国留学的时候喜欢飞叶子(大麻),每次事后就喜欢在小白家里自己卷上一根。


一次、两次、三次…小白实在受不来了,他是个小白纸啊,咋可能找个会飞叶子的女朋友啊?


两个人就吵架,小白说:“你以后不能碰这种东西了。”


Yuki就跟他说美国叶子合法之云云,两个人越吵越厉害,小白气坏了说我现在就报警叫警察抓你!


结果Yuki也是个岔道B,她说你报警就报警,我他妈现在就自己举报我自己。


警察就来了,一到现场,好,看到叶子了,给小白和Yuki验尿,小白没事,Yuki倒闭了,警察跟说Yuki得被关进去十四天,完了Yuki就进去了。


行政拘留十四天,第一次吸毒被抓都是这个处理结果。


接下来就到了这个故事最他妈精彩的部分了——


小白知道自己没事啊,就问警察叔叔说我要不先回家了?明天还得早起去上班呢。


警察叔叔笑了笑,就跟小白说你更走不了。


“吧哒”,一个手铐跟呼啦圈一样拷小白手上了,“您因为涉嫌容留他人吸毒,请配合调查。”


那一刻小白的心里真的是日了大狗了。


两个月后,法院判决结果出来了:


小白在三次明知女友在自己家吸毒的情况下,仍然容留她,为其提供吸毒场所,触犯了《中华人民共和国刑法》,判有期徒刑6个月,罚款5000元。


你是不是觉得这个故事在扯犊子?


你会觉得,WTF??小白连他妈碰都没碰,他简直太无辜了!


但对不起,这个故事就是现实中的判例:


而且判的合理合法,没有任何错误。


因为根据《中华人民共和国刑法》,容留他人吸毒的量刑标准就是三年以下有期徒刑,这个跟你吸不吸没有任何关系。


你说那我假如夜店认识了一个女生,我把她带回酒店满分,但她却要打气、飞叶子,我根本不碰这些东西,我就是在旁边守株待兔玩手机呢,我这也得被判刑么?


是的,如果缉毒警察突击进来,那你就拉闸了。


要是她还带了几个女生一起,是在你酒店房间高轰趴,那情节更严重,还得加刑。


你得被判半年,那个害你入狱的岔道B,没准被关了14天就出来了,还能去监狱探访你呢。


她还会隔着玻璃跟你说,兄弟你太惨了,我就是被关看守所里而已,环境还不错呢,你咋就进监狱了呢?等兄弟你出来之后我请你蹦迪好吧!


之所以要写这篇文章,是因为昨天朋友跟我吐槽了她以前一个蹭住的朋友,那个朋友就天天蹭住在她家里,她那个蹭住的朋友不仅每天带不同的男生回家,还玩东西。


我朋友给我吐槽的时候,她就根本不知道她已经触犯了刑法里“容留他人吸毒”这条罪名。


这也让我意识到,大部分的蹦迪选手也好、电音节Raver也好,其实都缺乏法律常识的,不知道有一条罪名是“容留他人吸毒”,总觉得“我不碰,就一点关系都没有”,真别等到自己被关半年,才后悔自己是个法盲。


我不知道这个数据是不是正确的:


但根据2019年国家禁毒办发布的中国毒品形势报告,登记在册的吸毒人员是214.8W名,这个群体其实鱼龙混杂,人们总觉得吸毒的都是黑社会、站街女,其实不是。


富二代、女艺人、留学生、网红、导演、金融…各行各业都有,所以如果你常去电音节和夜店,总会不可避免的接触到这类人。


这是很常出现的一种情况:


你知道对方吸毒,对方却不会像电影里一样教唆你吸毒,反而是在你好奇的时候严厉呵斥你,让你别碰这种东西。


而你自己也有一定的自制力、明辨是非的能力,不碰那些东西。


你会发现对方也并不像电影里描绘的那样精神错乱,反而温和有礼,跟你还很聊得来,而且人家还有正当工作,并且杰出优秀。


于是你们渐渐的变成了好友,你们会一起去电音节或夜店,之后你们还会一起在酒店的房间里轰趴、小酌。


他有时候还会来你的城市,你会直接让他住在你家里,因为你信的过他的人品。


他会在你的酒店房间、你家玩点东西什么的,当然每次你好奇的时候,他都让你别碰这些。


结果有一天恰好是电音节的时候,一个瘾君子被警察抓了,他又跟警察报出了很多他知道的名字,于是你朋友就被点了,警察来抓你朋友,直接敲开了你酒店房间的门。


一进门,你在沙发上玩手机喝酒上头呢,你朋友在那里玩东西。


最后的结果是什么呢?


你朋友被关14天,而且他是行政处罚,你得被关半年甚至更久,你这个叫刑事处罚。


所以我希望所有蹦迪选手、Raver都能记住这一点:


不管你碰不碰那些东西,请务必不要收留任何人在你家吸毒。


也别随便让吸毒的人来你家,你咋知道人家会不会因为你抢过他的小哥哥/小姐姐,所以故意接近你,去你家吸毒,自己举报自己,然后跟你来个同归于尽呢?


最后我想来理性的谈谈毒品和法律这个问题。


不可否认吸毒对于灵感创作、人生顿悟的帮助,比如许多画家、作家、音乐人都通过毒品创造了传世的佳作,比如柯尔律、济慈、勃朗宁、伯勒斯、梅勒、金斯堡、迪克、卡林、斯蒂芬金,甚至连白求恩都是经过一段毒品、糜烂的生活后,才寻找到了人生真正的意义。


但须知,世界上没有对错,所谓价值观即是多种利益之妥协,法律乃是社会契约所成,法律的本质目的在于维系社会的稳定,在大部分人生命权益的自由和小部人创作灵感的自由中进行取舍是困难的,这就像“电车难题”一样,从来不会有一个答案,每个人的答案都是主观的。


但如果我是立法者,我仍然会坚定的在毒品和枪支两件事上以重刑。


很多自由派会批评社会过于追求稳定,但须知一个人生在中国,他大可以在凌晨三点放心的出门,他不用担心自己乘坐的地铁会突然爆炸,更不用担心自己的办公室会突然遭到枪击,甚至连新冠流行你都会像没事人一样轻松。


但生在其他国家,你必须为这些事情担心,这个世界上没有能够兼顾到所有人、所有事的法律,没有尽善尽美的制度,任何一种法律和制度都是在各种问题上进行取舍得出一个答案而已。


很高兴认识你,我是tututu、一个从衡中考到上财之后不务正业的蹦迪博主,并莫名其妙写着写着就成了中国最大的蹦迪公众号,如果你想看更多有趣的蹦迪文章,请关注公众号 满分激光枪




  

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