一说到“熵”这个物理学用词，很多人都感到很难理解，熵的解释是混乱度的度量单位，一个系统的混乱度越高它的熵就越高，是热力学中表征物
状态的参量之一，其物理意义是体系混乱程度的度量。
由此带来的热力学第二定律，是热力学基本定律之一，其表述为：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。又称“熵增定律”，表明了在自然过程中，一个孤立系统的总混乱度（即“熵”）不会减小。
是不是还是很难理解？我们把它变得通俗点：一个孤立系统熵的变化只能增加不能减少，要减少它的熵，外界必须对它做功。
熵我们前面说过了，表示体系的混乱程度，这个意思就是，整个世界都是趋于无序化的，最终会变的越来越坏，如果想让他有序，必须对他进行消耗一定能量的维护。这个定律也直接排除了永动机的想法。
举几个例子：一间没人照料的屋子只会越来越脏，因为在没有外界参与的情况下，屋子里的每一粒灰尘总会自发地落到地板上，经日积月累平铺成一层灰，这些灰尘虽然从概率学上有非常小的熵值自发的全部落在你的垃圾桶里，但是并最终没有，它们还是落在了你的地板上，你如果想把它收拾到你想要的状态，必须吃饱了拿着拖把要忙上半天的时间。
一堆沙子，可以组成无数种形状，但不管哪种形状，构成沙子的“结构”不会发生任何改变，从熵的意义上讲，这个沙堆的熵值很高，在宏观上出现的几率也非常大。
如果在自然条件先，让风和海浪的冲刷下变成这样一个疯狂的小鸟的形状，在理论是绝对存在的，但是他的熵值非常低，回到我们上面的沙堆那个例子里。如果我们把上图中的疯狂小鸟放在风中，很快这个疯狂小鸟中的沙粒会被风吹走，重新形成熵值更高的沙堆。在物理学原理里，没有哪条物理原理规定风不能将沙粒吹起，并精确的按照疯狂小鸟的形状摆放。从原则上说，风可以把沙粒吹起，并堆叠成一个疯狂小鸟。但它就是绝对不可能发生。
你问为什么不可能发生？因为变成疯狂小鸟就是在做减熵。
熵自发减少的可能性是如此之小，以至于自从宇宙诞生到现在所有的分子运动的尝试中，始终无法找到一个幸运的系统或者分子能够自发的熵减。一句话，熵之所以必然增加，没有动力或者能量的原因，是因为熵减少的概率，或者可能性小到可以忽略不计。
熵增定律，解释了一切事物都是从有序趋向无序，也就说宇宙也是从有序走向无序，即xx亿年后，太阳也会从有序的球体爆炸为无序的气体和粉尘，即星云。
太阳的命运也说明了其它恒星的命运，即所有的恒星最终都会消亡，届时整个宇宙会陷入无边的黑暗，进而宇宙消亡。
为什么冰受热会融化？
为什么咖啡中的奶油会溶解？
为什么被戳破的轮胎会漏气？
为什么一些物理或化学的过程
会朝着特定的方向进行？
这一切都要用
熵
这个概念来解释
我们在高中物理里就学过
熵是用来描述一个系统
混乱程度的物理量
一些教科书上甚至还给出了公式
S=k lnΩ
但是公式里的Ω究竟是什么含义
混乱程度怎么去定量描述
很多人一直都没有搞清楚
如果我有两个杯子
一杯里装了碎冰块
一杯里装了白开水
两者的质量相等
你能告诉我哪一杯的混乱程度更大
或者说是熵更大吗？
我相信很多人会认为冰块熵更大
然而事实上
那杯水的熵要大得多
这究竟是为什么呢？
这就去要我们从微观的角度
去重新理解熵的概念
我们先考虑一个特别简单的模型
假设有两个固体
分别记作A和B
每一个固体都只有4个原子
原子与原子间通过键连接
所以每一个固体共有6个键
而固体的能量就储存在这些键中
不过我们知道
微观世界的能量是不连续的
能量是一份一份地存储和转移的
所以每一个键上
可以储存1份能量、2份能量、n份能量
也可以不储存任何能量
但就是不可以存储非整数份的能量
根据我们对内能的理解
内能越大 温度越高
所以一个固体储存的总能量越多
我们就认为它温度越高
在这两个固体构成的系统中
如果给定系统的总能量
每一种可能的能量存储方式
都称作是一种微观状态
如果给定系统总能量为8份
那么固体A分6份、B分2份的
这种能量分布所对应的微观状态数
就有9702种
当然除了A6B2的分布之外
A8B0、A7B1、……、A0B8
都有对应的微观状态
如果我们认为每一种微观状态
出现的概率是完全相等的
那么我们就可以得到上面这张表
不同的能量分布出现的概率是不同的
微观状态数越多
对应的能量分布出现的概率就越大
用柱状图的方式可能会更加直观
对于总能量为8的情况来说
系统最大概率会是A4B4的能量分布
如果初始状态系统是A6B2的能量分布
那么它会有21%的概率变成A4B4
即能量从A流向了B
从高温物体流向了低温物体
熵就是刻画能量自发流动方向的物理量
而能量流动的方向
本质上是由微观状态数的多少来决定的
因为微观状态数越多的能量分布
其出现的概率越大
所以熵可以看做是微观状态数的量度
公式中的Ω指的就是微观状态数
微观状态数越多
系统的熵就越大
这就是对“混乱程度”更深层次的理解
我们也可以看出
能量越聚集
对应的微观状态数就越少
熵自然越低
而能量越分散
对应的微观状态数就越多
熵自然也就更高了
因此熵也可以用来表征能量分布的聚集程度
不过问题来了
回到上面的模型假设
如果初始状态是A6B2
它除了有21%的概率变成A4B4
还有13%的概率保持不变
甚至有8%的概率变成A7B1
即能量有可能自发地从低温的B流向高温的A
这就好比一杯热咖啡
和一杯冰块放在一起
结果咖啡吸热冰块放热
能量自发地从低温物体流向高温物体
这显然是不可能发生的
那么问题出在哪里呢？
最主要的原因在于
我们假设的系统规模太小了
如果每个固体有6000个键
总能量有8000份
假设初始状态为A6000 B2000
那么我们可以算出
能量自发从B流向A的概率只有
0.000000000000000000000000000003
如果考虑宏观世界中的物体
原子数目都在1023甚至更高的数量级
那么能量自发从低温物体
流向高温物体的概率就真的不存在了
这就是热力学第二定律的奥义
现在你对熵这个概念
是不是有更深的理解了？
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