熱力學(xué)第二定律說道：在孤立熱力學(xué)系統(tǒng)中，系統(tǒng)的熵永不減少。熵是用來表征系統(tǒng)混亂程度的物理量，因此這條定律實際上是在說，孤立系統(tǒng)的混亂程度永遠是在增 加的,直到達到熱平衡，系統(tǒng)的熵達到了極大值，系統(tǒng)狀態(tài)將不再改變，歸于沉寂?！奥淙~永離，覆水難收；欲死灰之復(fù)燃，艱乎其力；愿破鏡之重圓，冀也無端； 人生易老，返老還童只是幻想；生米煮成熟飯，無可挽回。”
從微觀上說，熵是組成系統(tǒng)的大量微觀粒子無序度的量度，系統(tǒng)越無序、越混亂，熵就越大。熱力學(xué)過程不可逆性的微觀本質(zhì)和統(tǒng)計意義就是系統(tǒng)從有序趨于無序，從概率較小的狀態(tài)趨于概率較大的狀態(tài)。熵是用以表示某些物質(zhì)系統(tǒng)狀態(tài)的一種量度或說明其可能出現(xiàn)的程度，或者說是描述一個孤立系統(tǒng)中物質(zhì)的無序程度。今天勞動了一天，都是為了把東西分類歸位放整齊：讓家里的灰塵通過灑掃歸還外界，讓桌面上混在一起的東西各就各位，讓衣服上沾染的污漬通過洗滌與織物分離，讓書本筆記通過整理物以類，做這些工作的時候，我似乎看到熵就象一個階梯，當不輸入新的人工勞動時，它就自動地越變越高，當我們勞動輸入能量后，才能把這個階梯撫平，可是這樣的勞動并不能有長久的效用，不久后它又自動地增，這樣地周而復(fù)始，無休止地耗散主人體內(nèi)的物理能和化學(xué)能。
那么人促使世界有序化的勞動就是一種負熵，負熵是物質(zhì)系統(tǒng)有序化、組織化、復(fù)雜化狀態(tài)的一種量度。在自然科學(xué)家看來，人類的發(fā)展過程實際上就是有序化的增長過程，人類的一切生產(chǎn)與消費實際上就是“負熵”的創(chuàng)造與消耗；在社會科學(xué)家看來，人類的發(fā)展過程實際上就是本質(zhì)力（即勞動能力或社會生產(chǎn)力）的增強過程，人類的一切生產(chǎn)與消費實際上就是“價值”的創(chuàng)造與消耗。不過，無論是自然科學(xué)家還是社會科學(xué)家，還未貿(mào)然承認“負熵就是價值，價值就是負熵”。1944年，著名的物理學(xué)家、量子力學(xué)的奠基人之一、諾貝爾獎獲得者薛定鍔（E.Schrodinger）寫了《生命是什么？》一書，把負熵的概念應(yīng)用到生物學(xué)問題中，提出了“生物賴負熵為生”（或譯“生物以負熵為食”）的名言。
“生物賴負熵為生”，這多形象啊，無論是個體的人，還是整個人類都在與熵做著不斷的抗爭。許多人們把自已的窩打掃干凈，清除了垃圾扔到窩外去；在公共場所把自己的座位擦干凈，把灰塵撣到別人位置上去；把自己的東西洗干凈，把污水排到大街上去，其實這是大家在搶奪負熵，而把熵轉(zhuǎn)移給他人或外界。對于整個社會來說，市政不停地把混在一起的各種廢舊物作為垃圾來分離，而許多東西在混在一起前，它們并不臟，并不是垃圾，比如舊酒瓶、舊衣物、舊家電、蔬果皮等等；不停地把污物從水里過濾和清除，可是這些東西不混在水里時，它們還是有用之物，比如泥土、食油、金屬、化學(xué)劑等等。我們?nèi)祟惖脑S多生存活動，都是把本來清晰的世界混在一起，變亂變臟；而我們的許多勞動，又是為了把混亂的世界分析開來，清晰有序。
不僅人類如此，大自然也如此，億萬年的進化使自然界形成了一套生態(tài)和環(huán)境自我修復(fù)的嚴整系統(tǒng)，腐敗的植物或動物有微生物來分解和清除，還原成各種元素回歸土壤，草木生長，又將土壤中的元素吸收，結(jié)合光合作用的能量將生存所需的各物質(zhì)混合結(jié)成自己的生命體，植物被動物吃掉，物質(zhì)又與動物體內(nèi)其它的物質(zhì)進一步化合。生物死了，又被分解還原入土地。在水域也一樣，也有一套自我清潔、自我還原、循環(huán)往復(fù)的生態(tài)系統(tǒng)。
物質(zhì)在這樣的過程中不停地流動、聚合和分離，能量不停地聚集和耗散，周而復(fù)始。許多生存的意義就在這個無意義的過程中產(chǎn)生。難怪佛家要看破紅塵，人生是多么無奈啊，就象那推石上山的西西弗斯，日復(fù)一日耗費能量，逆地球引力而將巨石推上山，可是山頂并沒有存放巨石的地方，巨石只能再次滾落，西西弗斯只能再次推石上山……
強力意志就是生命的負熵意志，然而終究敵不過熱力學(xué)第二定律的宿命。
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在一個系統(tǒng)中，如果聽任它自然發(fā)展，那么，能量差總是傾向于消除的。讓一個熱物體同一個冷物體相接觸，熱就會以下面所說的方式流動：熱物體將冷卻，冷物體將變熱，直到兩個物體達到相同的溫度為止。如果把兩個水庫連接起來，并且其中一個水庫的水平面高于另一個水庫，那么，萬有引力就會使一個水庫的水面降低，而使另一個水面升高，直到兩個水庫的水面均等，而勢能也取平為止。因此，克勞修斯說，自然界中的一個普遍規(guī)律是：能量密度的差異傾向于變成均等。換句話說，“熵將隨著時間而增大”。
熵是能量在空間分布均勻性的量度。能量分布不均勻性越大，能量做功效率越高， 只有當你所使用的那個特定系統(tǒng)中的
能量密度參差不齊的時候，能量才能夠轉(zhuǎn)化為功，這時，
能量傾向于從密度較高的地方流向密度較低的地方，
直到一切都達到均勻為止。正是依靠能量的這種流動，你才能從能量得到功。熵值越小江河
發(fā)源地的水位比較高，那里的水的
勢能也比河口的水的勢能來得大。由于這個原因，水就沿著江河向下流入海洋。要不是下雨的話，大陸上所有的水就會全部流入海洋，而海平面將稍稍升高。總勢能這時保持不變。但分布得比較均勻。正是在水往下流的時候，可以使水輪轉(zhuǎn)動起來，因而水就能夠做功。處在同一個水平面上的水是無法做功的，即使這些水是處在很高的高原上，因而具有異常高的勢能，同樣做不了功。在這里起決定性作用的是能量密度的差異和朝著均勻化方向的流動。熵是混亂和無序的度量。熵值越大，混亂無序的程度越大。我們這個宇宙是熵增的宇宙。
熱力學(xué)第二定律體現(xiàn)的就是這個特征。
生命是高度的有序，智慧是高度的有序，在一個熵增的宇宙為什么會出現(xiàn)生命？會進化出智慧？（負熵）。熱力學(xué)第二定律還揭示了：局部的有序是可能的，但必須以其他地方的更大無序為代價。人生存，就要能量，要食物，要以動植物的死亡(熵增)為代價。萬物生長靠太陽。動植物的有序又是以太陽核反應(yīng)的衰竭（熵增）或其他形式的熵增為代價的。人關(guān)在完全封閉的鉛盒子里，無法以其他地方的熵增維持自己的
負熵。在這個相
對封閉的系統(tǒng)中，熵增的法則破壞了生命的有序。熵是時間的箭頭，在這個宇宙中是不可逆的。熵與時間密切相關(guān)。如果時間停止“流動”，熵增也就無從談起?！叭魏挝覀円阎奈镔|(zhì)能關(guān)住”的東西，不是別的，就是“時間”。
低溫關(guān)住的也是“時間”。生命是物質(zhì)的有序“結(jié)構(gòu)”?！敖Y(jié)構(gòu)”與具體的物質(zhì)不是同一個層次的概念。就像大廈的建筑材料和大廈的式樣不是同一個層次的概念一樣。生物學(xué)已經(jīng)證明，凡是上了歲數(shù)的人，身體中的
原子,已經(jīng)沒有一個是剛出生時候的了。但是，你還是你，我還是我，生命還在延續(xù)。倒是死了的人，沒有了新陳代謝，身體中的分子可以保留很長時間。
意識是比
生命更高層次的有序，可以在生命之間傳遞。說到這里，我想物質(zhì)與意識的層次關(guān)系應(yīng)該比較清楚了。
【1】無數(shù)自然現(xiàn)象，無不印證著熵增原理的正確性。然而，生命現(xiàn)象卻似乎是個例外。生命是一種總是維持低熵的奇跡。一個生命，在它活著的時候，總是保持著一種高度有序的狀態(tài)，各個器官各個細胞的運作井井有條。它并不會立即達到一種類 似熱力學(xué)平衡的不再活動的狀態(tài)，相反，生物能夠主動“做某些事情”、運動以及不斷與外界進行物質(zhì)能量交換恰恰是生物區(qū)別于普通物體的一個重要因素。而一個 生命一旦死去，就會很快被熵增原理的強大威力給收服，很快將趨于熱平衡狀態(tài)，變成一片死寂的一堆極其無序的物質(zhì)。那么，究竟是什么原因使得生命看似違背了 普適的熵增原理呢？
問題的根源就在于，熱力學(xué)第二定律只是用于“孤立系統(tǒng)”，即與外界沒有物質(zhì)、能量交換的系統(tǒng)。而生命之所以能長時間維持自身處在低熵有序狀態(tài)，其秘訣正是在于它與外界的物質(zhì)能量交換，即新陳代謝。
我們要搞清楚的是，新陳代謝的目的本質(zhì)并不是交換物質(zhì)。構(gòu)成我們身體的原子，無非就是碳氫氧氮磷硫，和外界的普通原子沒有什么區(qū)別，僅僅交換原子并不能給生命帶來直接好處。
更應(yīng)該明確的是，新陳代謝的目的本質(zhì)也不是交換能量。似乎很長一段時間里，人們一直把吃飯喝水看成是單純的吸收能量，認為生命以能量為生，而且至今大部分沒 有學(xué)過物理學(xué)的人也是這么看待的，人們滿足于這樣一種簡單的理解。但是，“其實這非常荒唐，因為一個成年有機體所含的能量跟所含的物質(zhì)一樣，都是固定不變 的。既然體內(nèi)一個卡路里跟體外一個卡路里的價值是一樣的，那么，確實不能理解單純的能量交換究竟有什么用處。”
【2】那么，新陳代謝的本質(zhì)究竟是什么呢？到底是怎樣一種物理過程使得生命得以維持低熵，避免死亡呢？其答案就是，從環(huán)境中不斷地汲取負熵，生命以負熵為生?；蛘哒f新陳代謝的本質(zhì)就是，從外界不斷地汲取負熵，以抵消生命運作過程中不得不產(chǎn)生的熵增。
負熵就是熵的對立，熵代表的是無序，而負熵表示的則是有序。汲取負熵，可以簡單的理解為從外界吸收了物質(zhì)或者能量之后，使系統(tǒng)的熵降低了，變得更加有序了。 因此，我們吃的東西必須本身非常有序，即食物必須低熵，所以我們動物只能吃生命。植物則有所不同，對于植物來說，最根本的負熵來自太陽的陽光。陽光是整個 地球上所有生物所汲取的負熵的根本來源。因此，我們以后不要只感謝太陽帶給我們的無限能量，一定要在后面加上一句，感謝太陽帶給我們的負熵~！與此同時， 我們的身體不斷地向外界輻射紅外線，這就是帶走生命運作增加的熵的一種方式；另一種方式是排泄，顯然排泄物的混亂程度是比我們的食物更高的。
有人可能會問，鉆石之類的晶體，它們的熵也是很低的，如果新陳代謝只是為了汲取負熵，為什么人們不能吃鉆石為生呢？我們所能給出的回答是這樣的，鉆石確實是 處在一種低熵的狀態(tài)，這點大家都承認。但是生物體本身的熵很低，要維持這樣一種低熵狀態(tài)本身一定是一件很難的事情，需要很復(fù)雜的機制才能做到這一點，所以 人們能吃的東西就不僅僅低熵就可以了，而是通過自然選擇，僅僅只有某一小部分低熵的物體是可以被吸收利用的。真實自然選擇的結(jié)果就是，鉆石不能成為食物， 而肉、菜之類的東西就可以。但是我們也不能排除在科技高度發(fā)達的未來會存在某種機器人，單靠吃晶體就能活…
生命以負熵為生，也許，這就是生命的本質(zhì)吧。
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由于孤立系統(tǒng)內(nèi)部的一切變化與外界無關(guān)，必然是絕熱過程，所以熵增加原理也可表為：一個孤立系統(tǒng)的熵永遠不會減少。它表明隨著孤立系統(tǒng)由非平衡態(tài)趨于平衡態(tài)，其熵單調(diào)增大，當系統(tǒng)達到平衡態(tài)時，熵達到最大值。熵的變化和最大值確定了孤立系統(tǒng)過程進行的方向和限度，熵增加原理就是熱力學(xué)第二定律。
能量是物質(zhì)運動的一種量度，形式多樣，可以相互轉(zhuǎn)換。某種形式的能量如內(nèi)能越多表明可供轉(zhuǎn)換的潛力越大。熵原文的字意是轉(zhuǎn)變，描述內(nèi)能與其他形式能量自發(fā)轉(zhuǎn)換的方向和轉(zhuǎn)換完成的程度。隨著轉(zhuǎn)換的進行，系統(tǒng)趨于平衡態(tài)，熵值越來越大，這表明雖然在此過程中能量總值不變，但可供利用或轉(zhuǎn)換的能量卻越來越少了。 內(nèi)能 、 熵和熱力學(xué)第一、第二定律使人們對與熱運動相聯(lián)系的能量轉(zhuǎn)換過程的基本特征有了全面完整的認識。
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信息論中的熵：信息的度量單位。信息論的創(chuàng)始人
Shannon在其著作《通信的數(shù)學(xué)理論》中提出了建立在
概率統(tǒng)計模型上的信息度量。他把
信息定義為“用來消除不確定性的東西”。
信息論中，熵可用作某事件不確定度的量度。信息量越大，體系結(jié)構(gòu)越規(guī)則，功能越完善，熵就越小。利用熵的概念 ，可以從理論上研究信息的計量、傳遞 、變換 、存儲。此外，熵在控制論、概率論、數(shù)論、天體物理、生命科學(xué)等領(lǐng)域也都有一定的應(yīng)用。
●熵是系統(tǒng)失去信息多少的量度，信息量實質(zhì)是負熵。
熵是能量在空間分布均勻性的量度。
熵是不可利用能（束縛能）多少的度量。
熵是系統(tǒng)失去信息多少的量度，信息量實質(zhì)是負熵。因不可逆過程而失去信息；另，獲得信息，但不能自動須靠外界提供。
總體總結(jié)：生物體是不斷同外界產(chǎn)生物質(zhì)流、能量流和信息流的復(fù)雜系統(tǒng)。
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在物理學(xué)中，玻爾茲曼說：“當能量被減少時，原子就呈現(xiàn)為一種更無序的狀態(tài)?！膘厥菍o序的一種度量：那是一個意義深遠的概念，該概念就來源于玻爾茲曼的新的解釋。另人吃驚的是，可制作一種度量無序的方法，那就是特殊狀態(tài)的概率——在次被定義為原子聚集方式的數(shù)量。他十分精確的表示為：
S=KlogW
S是熵，它與給定狀態(tài)的概率W的對數(shù)值成正比，K是比例常數(shù)，現(xiàn)在稱為玻爾茲曼常數(shù)。
如果不是玻爾茲曼，我們的進步將會倒退幾十年，也許一百年。
他那不朽的公式S=KlogW刻在他的墓碑上。
熵最早是熱力學(xué)上的一個符號，表達的是某一系統(tǒng)內(nèi)部熱量平均化的程度。而后，這個概念被許多其他學(xué)科借用，引伸出更多的概念。但是不管在學(xué)科間如何變化，其表達的概念總是一個，就是，系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)分布平均化程度。熵如今已經(jīng)成為一個廣義化的概念而非物理學(xué)獨有的了。
熵是一個物理概念，以日常語言來說，往往就是失序．但熵與常識中的失序有很大的不同熱力學(xué)第二定律說的是，封閉系統(tǒng)的熵，總值無法降低．所謂封閉系統(tǒng)就是，就是質(zhì)與能都無法自由進出的系統(tǒng)．
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●熱力學(xué)系統(tǒng)與通訊系統(tǒng)
離開冷源，無法傳熱和做功，冷源作用是提供信息，以控制熱能轉(zhuǎn)移的方向。熱力學(xué)傳熱過程中可以看作為一個通訊過程。
●熱和功
（1）熱量是不帶有信息的能量形式—熱傳遞，是不帶信息的能量傳遞方式；
（2）功是一種有規(guī)則的形式，能量以功的形式傳遞可以受到控制管理—做功是帶有信息的能量傳遞方式。
●以開爾文敘述為例：
離開冷源，熱量不可能自動的由高溫物體變?yōu)閷ν庾龉Α?/b>
第二定律信息論表述：任何自動進行的熱力學(xué)過程總是損失信息的。即如果不從外界得到新的信息，那么對信息所進行的操作和變換不可能使信息量增加。
克氏表述：熱自動從高到低，整個系統(tǒng)信息量降低（結(jié)構(gòu)性、層次性降低），靠外界做功（提供信息），可加大溫差，使層次性更鮮明，信息量增加 。
●束縛能和自由能
能量的傳遞和轉(zhuǎn)化必須有信息的控制才能進行。如無溫差的兩物體雖有熱能，但外界不對它做功即不提供信息，熱傳遞不可能進行；有溫差時，冷源向熱源提供信息，達到熱平衡時不再有可利用的信息，能量將無法傳遞。
束縛能：因缺乏信息而無法傳遞和轉(zhuǎn)化的能量。
內(nèi)能=自由能+束縛能
●可逆過程與不可逆過程
可逆過程實質(zhì)是不損失信息的過程，不可逆過程實質(zhì)是損失信息的過程。
熱是質(zhì)點不規(guī)則的隨機運動，是一種未受控制的能量形式。而能量作功時則是一種有規(guī)則的形式，能量以功的形式傳遞可以受到控制和管理?？梢哉f，熱是不帶有信息的能量形式，而功則是一種帶有信息的能量傳遞形式。因此，當利用冷源通過熱機而提供信息，以控制和管理熱源的能量傳遞方向，就可以獲得功。當功這種帶有信息的能量傳遞形式受到噪擾時便更會損失信息而轉(zhuǎn)化為熱，例如摩擦這種不規(guī)則的機械運動形式就會產(chǎn)生“噪聲”，使信息損失，因而使功轉(zhuǎn)變?yōu)闊帷?/b>
熱力學(xué)第二定律的信息論表述方式告訴我們，任何自動進行的熱力學(xué)過程總是要損失信息的。
因此，功可以損失掉它所攜帶的全部信息而完全轉(zhuǎn)變?yōu)闊?。而在不引起外界其他變化的條件下，熱卻不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，這是因為在沒有外界提供附加信息的條件下，信息的損失無法得到補充的緣故。同樣，電能、光能、化學(xué)能等等，都是帶有信息的能量形式，它們都可以全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊幔谕饨绮惶峁└郊有畔⒌臈l件下，熱就無法全部轉(zhuǎn)變成其他任何一種攜帶信息的能量形式。
束縛能和自由能 ：
能量的傳遞和轉(zhuǎn)化必須有信息的控制才能進行。例如兩個溫度相等的物體進行熱力學(xué)的相互作用，當外界不時它們作功時，由于缺乏信息，熱的傳遞不可能進行。但這兩個物體都含有熱能，這種由于缺乏信息而無法傳遞和轉(zhuǎn)化的能量，便是束縛能。廢熱就是一種束縛能，除非另外向它提供信息，否則便無法利用。
當二物體間存在溫度差時，它們進行熱力學(xué)的相互作用，就會產(chǎn)生單向性的熱量傳遞。這是因為較冷的物體向較熱的物體提供了信息，因而控制較熱的物體的熱量向較冷的物體轉(zhuǎn)移。能夠轉(zhuǎn)移的熱量部分便是“自由能”（exergie）。另一方面，較冷的物體本身也具有一定溫度，具有內(nèi)部的分子隨機熱運動，在與較熱物體的相互作用過程中又不斷受到較熱物體的噪擾，因此它不可能提供完全的信息。當兩物體達到溫度相等的熱平衡狀態(tài)時，便不再有可以利用的信息，因此能量傳遞就無法再進行。這時的為0，只有“束縛能”或（anengie或anexergie）了。
在熱力學(xué)中，自由能 F=U-TS，式中U是總內(nèi)能，由于熱力學(xué)過程受分子熱運動本身的噪擾而損失信息，也就是由于熵S 的存在，使得其中TS的部分無法進行傳遞和轉(zhuǎn)化，TS這一項即束縛能。
可逆過程與不可逆過程 對于可逆過程，當其沿正方向進行后，又沿反方向進行而返回初態(tài)時，不引起周圍環(huán)境的任何變化，能量傳遞或轉(zhuǎn)化的能力毫無損失。因此，可逆過程實質(zhì)上是不損失信息的過程。
