黑体辐射、熵增定律与老子阴阳的本质 黑体辐射( 四 )


与音调频率的非连续性相似的是,量子力学假定原子(量子谐振子)的总能量不是连续的,即总能量只能是离散的数值 。这个方法可以解释很多微观物质的行为,不仅适用于原子,也适用于光子、电子 。量子力学的这种研究方法正是来自于1900年10月马克斯·普朗克用来描述黑体辐射的普朗克公式采用的方法 。
现在回头再看老子说的“冲气以为和”,老子认为万物皆有“阴阳之气”,它会像声音一样从万物身上“冲”出来,并且这种“冲气”不仅速度很快,而且还像乐曲演奏出来乐声一样有特定的声调(频率) 。总结一下“冲气”的特点,第一是它速度很快,第二它类似于声音的一种波,第三这种波的频率具有非连续性 。
“冲气”的这三个特点在整个物理学中只有辐射现象与它是一样的 。辐射可以分为电磁波辐射和粒子辐射 。核辐射会产生粒子辐射,对人体有强烈的危害 。光辐射、热辐射都是电磁辐射,电磁辐射常表现为电磁波 。现代物理学已经证明所有物质都会辐射电磁波 。核辐射只发生在放射性物质上,不是所有物质 。所以,只有黑体辐射的“电磁波”以及解释黑体辐射现象的普朗克公式能够解释“冲气”的特点,据此得出,老子的“冲气”就是电磁波 。
阴阳的本质 如果说“冲气”就是电磁波,那么阴阳又是什么?我们需要再回顾一下黑体辐射问题 。
黑体是一个假想的热力学模型物体,黑体能够吸收落在它身上的所有辐射而不反射任何能量;黑体能够将它的所有能量都以热辐射(电磁辐射)的方式向周围辐射 。恒星、黑洞可以视作近乎完美的黑体 。热辐射又称为普朗克辐射,普朗克黑体辐射定律表明一个物体温度越高,其每个波长释放的辐射越多 。普朗克辐射在波长上的强度最大值基于物体的温度 。比如在室温下(~300 K),物体发出的热辐射大多都是红外线辐射,温度较高的时候有更多的红外辐射和可见辐射,物体温度看起来变红了 。在更高的温度下,物体呈明亮的黄色或者蓝白色,并释放出包括紫外线和X射线在内的大量短波辐射 。太阳表面温度大约6000K,发出强烈的可见光,同时还发射出大量的红外辐射和紫外线辐射 。

黑体辐射、熵增定律与老子阴阳的本质 黑体辐射

文章插图
仙女座星系
黑体通过热辐射将黑体的能量辐射出去,黑体的能量降低温度也降低,然而恒星这样的天体却能长时间维持表面温度的稳定,持续不断的进行热辐射,因为恒星内部在进行核聚变反应,不断产生巨大的能量 。所以恒星通过核聚变产生巨大的熵,又通过辐射产生了巨大的负熵,每个时间单位恒星辐射的能量与聚变产生的能量是一样的,但根据熵增定律,恒星系统的熵还是会增加,恒星的结构无法维持原来的状态,恒星无法保持热平衡而逐渐死亡,变成白矮星,中子星或黑洞 。
对于行星来说它是一个开放系统,不是一个孤立系统,行星会吸收来自恒星的辐射热量,生成复杂的物质来降低行星自身的熵增过程 。比如简单原子之间相互结合形成分子,分子再相互结合形成复杂的分子,如果条件合适还会形成生命体 。这些复杂的物质将恒星释放的能量固化起来,虽然这种固化的比例微不足道,但它确实降低了行星的熵增过程,使得整个系统的熵增加得没有原来快 。比如植物吸收太阳光的能量,将无机物合成为有机物,组成有机物的原子状态数量显然比游离的无机物原子状态少得多,这个过程就是增加负熵的过程 。也就是说,这些复杂物质的形成,吃掉了行星的熵而形成负熵,生物存在的意义就是它可以吃掉更多的负熵,生物越高级它的构造越复杂,它所能吃掉的负熵就更多,所以,负熵使得生物进化成为必然,负熵也是文明诞生的原因 。


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