Người mới học văn khoa học với GPT về định luật thứ hai của nhiệt động lực học, kết thúc với giá trị 😂: Nhiều nhà khoa học thực sự gọi định luật thứ hai của nhiệt động lực học (định luật tăng entropy) là "một trong những định luật vĩ đại nhất của tự nhiên", thậm chí có nhà khoa học (như Eddington) đã nói: "Nếu lý thuyết của bạn mâu thuẫn với định luật thứ hai của nhiệt động lực học, tôi không quan tâm lý thuyết của bạn thông minh đến đâu, nó chắc chắn sẽ bị lật đổ." Cốt lõi của định luật thứ hai của nhiệt động lực học, nó có thể có nhiều cách diễn đạt, một số cách phổ biến nhất là: nguyên lý tăng entropy: tổng entropy của hệ thống cô lập không bao giờ giảm, chỉ có thể tăng hoặc giữ nguyên. Năng lượng không thể hồi phục: năng lượng mặc dù được bảo toàn (định luật thứ nhất), nhưng "tính khả dụng" của nó liên tục giảm. Nó thực sự chỉ nói về một sự thật đơn giản: "Nhiệt không tự chạy từ nơi lạnh đến nơi nóng." Lấy một ví dụ: bạn đặt một cốc cà phê nóng trên bàn, nó sẽ nguội đi; nhưng bạn chưa bao giờ thấy một cốc cà phê lạnh tự nhiên trở nên nóng. Đây là sự thể hiện đơn giản nhất của định luật thứ hai của nhiệt động lực học. Nó chỉ ra rằng quá trình tự nhiên có một "hướng" — nhiệt lượng chảy từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp, năng lượng từ từ "phân tán" ra. Định luật thứ nhất của nhiệt động lực học cho chúng ta biết: "Năng lượng không tự dưng biến mất, cũng không tự sinh ra từ hư vô." Nhưng định luật thứ hai bổ sung một câu: "Mặc dù năng lượng được bảo toàn, nhưng nó sẽ ngày càng trở nên 'vô dụng'." Ví dụ, khi bạn lái xe: năng lượng hóa học của xăng → động cơ → động năng → nhiệt lượng → phân tán. Tất cả năng lượng vẫn còn đó, nhưng đã biến thành "nhiệt thải" không thể lái xe nữa. Vì vậy, nó tiết lộ không phải là sự thay đổi về số lượng năng lượng, mà là sự giảm chất lượng năng lượng. Bởi vì ở cấp độ vi mô, chuyển động giữa các phân tử là "hỗn loạn", tự nhiên luôn có xu hướng làm cho phân tử phân bố một cách ngẫu nhiên và đồng đều hơn. Lấy một phép ẩn dụ trực quan nhất: hãy tưởng tượng bạn nhỏ một giọt mực vào nước; nó sẽ không tự "tập trung" lại, mà sẽ ngày càng phân tán đều hơn. Hệ thống luôn từ "trạng thái có khả năng nhỏ" (tập trung cục bộ) đi đến "trạng thái có khả năng lớn" (phân bố đồng đều). Sự "tăng khả năng trạng thái" này chính là tăng entropy. Từ góc độ khoa học thuần túy, tầm quan trọng của định luật thứ hai của nhiệt động lực học nằm ở chỗ: nó định nghĩa hướng của quá trình tự nhiên, trước đây chúng ta nghĩ rằng các quy luật vật lý đều là "có thể đảo ngược", như định luật Newton; nhưng định luật thứ hai cho chúng ta biết, thế giới thực sự là không thể đảo ngược. Cà phê đã nguội, không thể tự nhiên trở lại nóng. Thời gian do đó có "mũi tên". Nó làm cho kỹ thuật trở nên khả thi, tất cả các máy móc (động cơ, tủ lạnh, máy tính, nhà máy điện), đều được thiết kế xung quanh "giới hạn của sự tăng entropy". Chúng ta biết không có máy nào có thể biến nhiệt thành công 100% — vì định luật thứ hai cấm "máy vĩnh cửu". Tại sao nó được gọi là "vĩ đại nhất": Dù là phân tử, thiên hà, sinh vật hay hệ thống kinh tế, gần như tất cả sự tiến hóa của các hệ thống phức tạp đều tuân theo một xu hướng "tăng entropy" nào đó. Hầu hết các phương trình trong vật lý (như định luật Newton, phương trình Maxwell) là "đối xứng theo thời gian", chỉ có định luật thứ hai của nhiệt động lực học gán cho thời gian một hướng không thể đảo ngược từ quá khứ → tương lai. Từ Clausius đến Boltzmann, người ta phát hiện ra rằng entropy thực sự phản ánh số lượng trạng thái của các hạt vi mô — đây là điểm khởi đầu của vật lý thống kê, cũng là trụ cột quan trọng của vật lý hiện đại. Định luật thứ hai của nhiệt động lực học cho chúng ta biết: tổng entropy của hệ thống cô lập luôn tăng, cho đến khi đạt giá trị tối đa. Điều này có nghĩa là mọi sự chênh lệch năng lượng cuối cùng sẽ bị tiêu hao. Các ngôi sao sẽ nguội đi, các thiên hà sẽ tan biến, ý thức sẽ biến mất. Điểm kết thúc của vũ trụ là cái gọi là "cái chết nhiệt (heat death)" — nhiệt độ đồng đều, không ánh sáng, không âm thanh, không còn thay đổi. Nói cách khác, sự tồn tại bản thân là một quá trình từ entropy thấp đến entropy cao, từ trật tự đến hỗn loạn. Điều này giống như số phận của sự sống, văn minh và thậm chí tình yêu của con người: từ sự ra đời, thịnh vượng, nở rộ, đến suy tàn, phân hủy, trở về hư vô. Nó không chỉ là quy luật vật lý, mà còn là số phận siêu hình. Tuy nhiên, điều kỳ diệu là — ngay cả trong vũ trụ đang hướng tới tăng entropy này, sự sống và ý thức vẫn được sinh ra. Sự sống thực sự là một cấu trúc "phản entropy" cục bộ: nó duy trì trạng thái có trật tự và entropy thấp của chính nó bằng cách liên tục hấp thụ năng lượng từ bên ngoài (ánh sáng mặt trời, thực phẩm). Văn minh cũng vậy: chúng ta xây dựng thành phố, tạo ra nghệ thuật, thiết lập luật pháp, viết mã, tất cả đều nhằm chống lại sự hỗn loạn, chống lại sự xói mòn của thời gian. Nhưng sự kháng cự này không phải là vĩnh cửu, nó chỉ là một đợt sóng ngắn ngủi trong dòng chảy của vũ trụ. Như Prigogine (người đề xuất lý thuyết cấu trúc tiêu tán) đã nói: "Trật tự không phải là vĩnh cửu, nó là đứa con của thời gian." ...