间有块隔板,能让分子时不时地穿过去换边。我们假设所有分子都有很
小的固定概率从盒子一边运动到另一边,由此创立了描述所有粒子未知
微观态演化的理论模型。我们可以用玻尔兹曼关于熵的公式来表示熵如
何随着时间演化;至少在我们将系统初始状态手动设置为低熵状态,多
数分子都在盒子一侧时,熵极度倾向于增加。自然倾向是趋于平均,达
到平衡态,每侧的分子数量大致相等;这时熵达到最大值,在图中的纵
轴上可以标记为“1”。
那如果系统一开始并不是低熵状态呢?如果系统一开始就是平衡态
会出现什么情况?如果第二定律绝对成立,熵永远不会减少,那么系统
一旦达到平衡态,就必定会严格保持这个状态。但在玻尔兹曼的盖然性
世界里,这并非百分之百正确。处于平衡态的系统极有可能会停留在平
衡态或非常接近平衡的状态。但只要我们等的时间够长,也必定会有偏
离平衡态的随机波动。如果等得非常非常久,我们还能看到一些相当大
的波动。
图54所示为一分为二的气体盒子中有2000个粒子时熵的演化情况,