宇宙进化论的理论支持：信息能与物质能的统一与进化

２ 能 量退 化 论 的 理 论 背 景
Ｑ｛ 亍 １） １
．
（ ２ ）
２１ ． 熵增原理和宇宙热寂说
１５ ， ８０年 克劳修斯提 出， 热量不能 自动地从低温物体 传
向高温物体。１６ ８４年 ， 克劳修斯导 出不等式 ：
与此 同时 ，温度分别为 Ｔ与 Ｔ ２的这两个物体所构成 的
度为 ， 因而可以构成效率为
１ （Ｄ ｒ 的卡诺机 ， 生机械 功 Ｑ［一 Ｔ Ｔ）， 一 厂 ） Ｉ 产 １ （ Ｏ／ １而此 热
量 中不可用部分为 Ｑ（０／ 。假定先将这一热 量传 给温度 Ｔ Ｔ） 为 Ｔ Ｔ＞Ｔ ２（ ２＞Ｔ ） ｏ 的另一物体 。 时， 此 该热量的可用部分将
减少为 Ｑ【－ Ｔ ｒ ）， １ （Ｏ／ ２ 】而不可用部分增加为 Ｑ（ ／ ２ 。 ｒ Ｏ Ｔ Ｔ ） 能 量不 可用部分的增量为
就不 能继续存在１ ４ １ 。” ３１ ．． ２科学上 首先对 ” 热寂 说” 提出诘难的是麦克斯韦 ，８ １ １７
动具有二重性 ： 物质的和信息 的； 运动的动力也具有二重性 ： 信息能和物理能 。在某种意义上 ， 信息能是物质能的一种特
关键 词 ： 进 化 论 ； 热寂 说 ； ； 息 能 ； 质 能 熵 信 物
、
１引言
１６ ８７年正式提出热寂说［ ２ １ 。
” 热寂说 ” 的思想 产生于 １ ９世纪 中叶 ， 是热 力学 第二 定 律 的宇宙学 推论 。 并就该问题为后来 的科学界与哲学界留下
２２能量贬值 ．
假定某系统在温度为 Ｔ时可输出热量 Ｑ， 周围媒质的温
观点进一步指 出 ， 运动不灭的原理应该从量的不灭和质 的不 灭两方 面来理解 ， 只有这样运动才永远不会丧失其转变为它
个悲观 的结论 ： 宇宙熵趋于极 大值 ， 即宇宙终将热寂。并于
收稿 日 ：０９ ０ — ４ 期 ２０ － １２ 通讯作者 ： 金新政 ， 教授 ， 中科技大学同济医学 院医药信息系 华
系统 的熵的增量
（ １ ）
这就是热力学 第二定律的数学表 达式 。 中 ： 表示状态 式 ｓ 函数一熵 ，Ｑ表示热源的热量变化 ， ｄ Ｔ为热源 的温度。 于绝 对 热过程 ，Ｑ ０ 所以又有 。 ｄ＝ ， 它表 明， 当热力学系统从一平衡态 绝热过程达到另一平衡 态时 ， 它的熵永不减少。如果过程是 可逆的 ， 则熵的值不变 ； 如果过程是不 可逆 的 ， 则熵的数值增 加。 这一结论就叫做熵增原Ｎｔ 开尔文把能量守恒定律推广 ” 。 到宇宙时 ， 出了一个乐观的结论 ： 得 宇宙间能 的总量守恒。而
３宇 宙 退化 论 和 字 宙 进 化 论
３１对宇宙退化论 的批评 ．
１６ ８ ５年 ， 克劳修斯将热力 学第二定律推广 到宇 宙时 ， 又得 出
一
３１１ ．． 哲学上 恩格斯指 出 ： 劳修斯的热力学第二定律 等 ”克 等， 无论 以什么形式 提出来 ， 都无外 乎说 ： 能量消失 了 ， 如果 不是在数量上 ， 那也是在质量上消失 了。” 以唯物辩证法的 并
△ｓ Ｑ 千） ＝｛ １ １
，
（） ３
于是 ， 热量的不可用部分的增加就等 于 Ｔ ＡＳ 即能量是 Ｏ 。
守 恒 的 ， 是 越来 越 多 地不 能被 用来 做 功 了 。熵 的 增 加 导 致 但
了能量的贬值 ，这就是热力学第二定律推论的关键之所在 。 正如爱特 金在《 热力学第 二定 律》 中所说 ：宇 宙的 自然 进程 ” 是其品质的衰退［ ３ ｌ 。”
量 进化 论 也 可 以遏 制 能 量 退化 的 势 头 。如 果 物 质 能和 信 息 能统 一 了 ， 宙万 物 的 运 动 机 理 自然 就 统 一 了 。 此 ． 能 构 造 出一 宇 唯 方 条 能 量进 化 或 信 息进 化 的逻 辑 链 条 ， 为” 宙进 化 论 ” 理 论说 明 ， 建 立一 条 通 向统 一 科 学 的 途径 。 作 宇 的 来
摘 要 ： ９世 纪 ５ １ ０年 代初 ， 力 学 家提 出 了一 个 普 遍 的理 论 ： 热 由于孤 立 系统 中的 熵 只 增 不 减 ， 量做 功 的 品质 在 不 断下 降 。 热寂 能 ｎ
．
说 ” 热 力 学第 二 定 律 的 宇 宙 学推 论 ，能 量 退 化论 ” 热 寂说 的理 论 支柱 ， 于 宇 宙 演 变 的 退 化 论 、 环论 坚如 磐石 。 而我 们 认 是 ” 是 关 循 为 ， 宇宙 演 化 的过 程 中 ， 化 与 退 化 两 种倾 向 同 时存 在 着 ， 化 占主 导 地 位 。 因此 ， 息 学 有 责 任驳 斥 宇 宙 熵 增 的 总 趋 势 ， 在 进 进 信 能
医学信息 ２ ０ 年 ４ ０９ 月第 ２ 卷第 ４ Ｍ ｄ ａ Ｉ ｏ ａ ｏ ． ｐ． ０ ９ Ｖ １２ ． ｏ ２ 期 ｅ ｉ ｌｎ ｒ ｔ ｎ Ａ ｒ２ ０ ． ｏ ２ Ｎ ． ｃ ｆｍ ｉ ． ４
自身所能达到的各种不同运动形式的能力 。因此 ，现代 自然 ” 科学必须从哲 学那里采纳运动不灭 的原理 ； 它没有这个原理
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宇宙进化论 的理论支持 ： 信息能与物质能的统一与进化
赵 宁 ， 占祺 ， 新 政 段 金
（ 中科 技 大 学 同济 医 学 院 医 药信 息 系 ， 北 武 汉 ４ ０ ３ 华 湖 ３０ ０）
了一场旷 日持久的争 论。然而无论 开尔文还是克 劳修斯 ， 也 无论他们是否加上限定条件 ， 都不能从科学上最终解决这个 问题。熵增 原理的推论 ” 能量退 化论” 认为 ： 由于孤立系统 中 的熵只增不减 ， 能量做功 的品质在不断下降 。即熵的增加导
致了能量 的贬值。由于” 能量退化论 ” 始终是热寂说 的理论支 柱 ， 以热寂说 的乌云不源自 ， 所 宇宙进化理论站不起来 。