引力场01 总是要占据整个宇宙空间,热力学的现有理论，系统只有在热平衡、力平衡和化学平衡都实现之后

我和方励之先生只交谈了几分钟，但这几分钟的谈话使我回家后思考了整整
一通宵．就是在那个不眠之夜，我构思了以下两个理想实验：
１）“大爆炸实验”．该理想实验是模仿宇宙大爆炸，但只着眼于熵，因而
无必要考虑物质成分的变化．设想一团理想气体原先被约束在小区域内，某时刻
突然发生爆炸，出现与宇宙大爆炸有点类似的景象．然后利用理想气体熵的公式
进行计算，结果表明：如果宇宙无限，那么宇宙就无终态，宇宙熵无极限，熵增
加原理不能适用于无限宇宙；如果宇宙有限，并且有固定的边界，那么就能达到
热寂，但熵增加原理也只能保证在接近于平衡态时才成立(见《述评》 p.276)．
２）“热寂实验”．假定宇宙无限，并假定已处于热寂状态．系统处于平衡
态时，应当是在热作用、机械作用和质量作用三方面都达到平衡，与这些相互作
用分别对应的强度量温度、压强和化学势都不可以具有梯度，意味着所有的物质
都均匀地分布在整个宇宙空间．这种情况正是爱因斯坦设想过的静态宇宙．由于
存在引力相互作用，所以这种平衡只能是属于不稳定平衡，是不可能持久的．根
据金斯不稳定理论，这种系统必然自发分裂，然后其碎片在引力作用下收缩，势
能转化为动能，造成温度差，甚至引起化学反应、核反应，意味着力平衡、热平
衡、化学平衡全部消失．这就表明，熵增加原理不能适用于整个宇宙．
上述两个理想实验，分别从正、反两个方面排除了宇宙热寂的可能性．“热
寂实验”是对“大爆炸实验”的重要补充，但忘了把它写入《述评》，现在觉得
这是一个令人遗憾的疏忽．上述两个理想实验还表明：即使是有限大小的孤立系
统，当它离开平衡态很远时，它的熵并不是单调地增加．这就向人们提出一个问
题：即使对于有限大小的孤立系统来说，熵增加原理是否总能无条件地成立？
熵增加原理被认为是热力学第二定律的数学表述，后者是经验定律．我注意
到，该定律所依赖的实验都是在地球表面附近的实验室的尺度内完成的，实际上
未考虑引力场所能引起的效应．如果把范围扩大，疑点就出现了．例如，地球物
理学家们已经计算过地球的引力场在地表附近的大气中所引起的压强梯度和温度
梯度(见艾伦《物理量与天体物理量》 p.151)，这就带来了这样的问题：如果没
有温差，则压强梯度所应引起的漂移效应原则上可由引力作用来平衡；但温度梯
度是不可避免的，必然引起热扩散，这是引力场阻止不了的；压强梯度和温度梯
度有着相同的方向，因而不能指望单纯地利用压强梯度来与热扩散抗衡；惟一可
以考虑的方案是，让引力作用超过压强梯度引起的效应，相消一部分以后，使压
强的余下部分具有反向的梯度，但这种方案仍然无效，因为压强是与分子热运动
速度的一次方成比例，而温度是与分子热运动速度的平方成比例，所以热平衡和
力平衡根本不可能同时出现．
根据热力学的现有理论，系统只有在热平衡、力平衡和化学平衡都实现之后
才算是到达了平衡态，这时，系统内的温度差、压强差和化学势差都为零．这种
平衡态确实已被人们无数次地观察到了，但都是在引力效应可以忽略的条件下观
察到的．一旦引力效应不容忽略，那么就不仅温度差和压强差不可避免，甚至还
会出现化学势差，因为在压强和温度足够高处将会发生相变、化学反应以致核反
应．所以，单凭引力场的效应这一点，就完全可以肯定：不论宇宙是否有限，都
是在任何情况下都根本不可能到达热寂状态．

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• once the RSI's get under 70, the buying starts right back up,put -marketreflections- ♂ (8576 bytes) () 07/06/2011 postreply 18:40:43