《中國時報》2日15版時論廣場的〈我見我思〉專欄,黑鳥麗子看完《天能》這部夯片後寫了〈熵是什麼〉的文章。知名作家談科學,是一件很值得鼓勵的事。

熵通常以S表示,是entropy的翻譯。這個字的念法,除了黑鳥麗子所稱的「商」之外,在我年輕時學的是念成「滴」。目前用電腦的注音輸入是念成「滴」,但是手機的注音輸入則是念成「商」。

我的同行中,兩種讀法的人皆有,大家並無一定的共識。

有個科學的笑話是「不要與朋友討論宗教、政治與熱力學,因為此三件事都是信仰。」熱力學第二定律應起源於卡諾(Carnot)在1824年的熱機循環,再經過許多科學家的闡述探討,逐漸發展成形,為熱力學的重要信仰。克耳文-普朗克對第二定律所做的敘述為「不可能有一個元件,經過一個循環的操作,在不產生其他影響下,能夠將所吸收的熱完全轉換成功。」在針對卡諾熱機的討論中定義出了一個熵(S)數值。

但是在原始的熵的定義概念上與亂度並無直接的關聯。後來波茲曼(Boltzmann)從統計出發,推導了有名的波茲曼熵公式。此處的K為波茲曼常數,Ω為微觀上不同可能性的數值。從這樣的推導中,發現了熵的數值代表著亂度(randomness),也使得第二定律有了更重要的意義。波茲曼的墓碑上就是刻著這重要的波茲曼熵公式。

所以,熵數值確實是與亂度相關。第二定律也確實告訴我們在無外來的影響下,系統的熵值會逐漸增高。如奶精加入咖啡中,會自然擴散均勻,這驅動力就是來自於亂度增加。但這只代表著一件事實,事件本身並無好壞之分。

第二定律確實是頗迷人,尤其是談到所謂宇宙終將趨於崩壞的結論,對於不是理工科的大眾而言,更會引起許多想像,但對於學理工的人而言,熱力學的學習通常是頗為煩人,有些學生還會以玄學相稱。套句熱門的話來說,熱力學開始很迷人,陷入之後又有些煩人,像極了愛情。

黑鳥麗子從電影談到了熱力學的理論,難怪許多人看完電影會搞不清楚電影在講什麼,確實「不要想試著理解,要感覺!」

(作者為國立清華大學講座教授兼副校長)

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