影响生物进化的主要因素及其熵变规律

• 熵理论，对于整个科学来说是第一法则。 ——爱因斯坦
• 生物为了生存而作的一般斗争，既不是为了物质，也不是为了能量，而是为了熵而斗争。 ——玻尔兹曼
• 新陈代谢中本质的东西，乃是使有机体成功地消除了当它自身活着的时候不得不产生的熵。 ——薛定谔

1 熵的概念及发展

1.1 克劳斯的热力学熵

法国物理学家克劳斯于1865年首次提出熵的定义：

物质系统吸取的热量变化与绝对温度之比，用S表示。

热力学第二定律：

前提：一种热量绝不会自发的从一个冷的物体流向一个热的物体
又称孤立系统的熵增定律
表示：dS>=0
含义：当物质系统为孤立系统时，不可逆过程使熵增加dS>0，可逆过程使熵不变dS=0

关于熵增：

当孤立系统中物质热力状态分布变为均匀分布的过程中，熵在增加
–> 熵是描述物质热力状态分布均匀程度的量
开尔文：熵增加意味着热能量虽然在数量上守恒，但是转变为功的可能性越来越小，即热能的不可用程度越来越大，就是说能量耗散了
–> 熵是描述热能量不可用程度或耗散程度的量

1.2 玻尔兹曼的分子运动熵

建立了熵与微观粒子状态数目W之间的关系：

S=KlnW
K是玻尔兹曼常数，与熵的单位有关
W是微观粒子数目，又叫热力学概率

关于熵增本质：

熵是系统状态混乱性或无序程度的度量
热力