1850年，克勞修斯在《論熱的動力和能由此推出的關于熱學本身的定律》論文中提出了能量守恒原理也就是熱力學第一定律，經過不斷發展。能量守恒原理表述為一個系統的總能量的改變隻能等于傳入或者傳出該系統的能量的多少。總能量為系統的機械能、熱能及除熱能以外的任何内能形式的總和。

在熱力學第一定律問世後，人們認識到能量是不能被憑空制造出來的，所以第一類永動機被宣告破産，于是有人提出，設計一類裝置，從海洋、大氣乃至宇宙中吸取熱能，并将這些熱能作為驅動永動機轉動和功輸出的源頭，這就是第二類永動機。

此時，牛頓經典力學的一些局限性也暴露了出來，比如牛頓經典力學認為力學過程是可逆的，可逆性是指時間反演，即過程按相反的順序進行。在經典力學的運動方程中，把時間參量 t換成-t，就意味着過程按相反的順序曆經原來的一切狀态，最後回到初始狀态。

恰逢此時，1850年，克勞修斯和開爾文在熱力學第一定律建立以後重新審查了卡諾定理，意識到卡諾定理必須依據一個新的定理。

在1824年的時候，法國青年工程師卡諾就利用“永動機不可能實現的”觀念研究了一種理想熱機的效率,這種熱機的循環過程叫做“卡諾循環”。由此提出了卡諾原理：不可逆熱機的效率總是低于在同樣兩個熱源間工作的可逆熱機的效率，在兩個熱源間工作的一切可逆熱機都具有相同的效率。

由此卡諾成為了帶一個提出熱功轉換的人，卡諾定理也促成了熱力學第一定律的誕生。

英國物理學家開爾文在研究卡諾和焦耳的工作時，發現了某種不和諧：按照能量守恒定律，熱和功應該是等價的，可是按照卡諾的理論，熱和功并不是完全相同的，因為功可以完全變成熱而不需要任何條件，而熱産生功卻必須伴随有熱向冷的耗散。

開爾文

所以他在1849年的一篇論文中說：“熱的理論需要進行認真改革，必須尋找新的實驗事實。”同時代的克勞修斯也認真研究了這些問題，他敏銳地看到不和諧存在于卡諾理論的内部。他指出卡諾理論中關于熱産生功必須伴随着熱向冷的傳遞的結論是正确的，而熱的量（即熱質）不發生變化則是不對的。

克勞修斯在1850年發表的論文中提出，在熱的理論中，除了能量守恒定律以外，還必須補充另外一條基本定律：“沒有某種動力的消耗或其他變化，不可能使熱從低溫轉移到高溫。“這個定律被稱為熱力學第二定律。而熱力學第二定律則與力學過程的可逆性相矛盾。

克勞修斯在 1854 年的随筆《關于熱的力學理論的第二基礎定理的一個修正形式》提出了新的物理量來解釋這種現象，,1865 年正式命名為熵,以符号S表示。

克勞修斯從熱機的效率出發，認識到正轉變（功轉變成熱量）可以自發進行，而負轉變（熱量轉變成功）作為正轉變的逆過程卻不能自發進行。負轉變的發生需要同時有一個正轉變伴随發生，并且正轉變的能量要大于負轉變，這實際是意味着自然界中的正轉變是無法複原的。

由此克勞修斯提出了熱力學第二定律的又一個表述方式，也被稱為熵增原理，那就是：不可逆熱力過程中熵的微增量總是大于零。在自然過程中，一個孤立系統的總混亂度（即“熵”）不會減小。

簡而言之就是孤立系統的熵永不自動減少，熵在可逆過程中不變，在不可逆過程中增加，可以說非常鮮明地指出了不可逆過程的進行方向。說明經典力學的可逆性并不适用于所有情況，它隻在有普遍的力學原理做保證的情況下才準确，熱運動就是一個不可逆的過程。

熵增定律被認為是讓全宇宙都絕望的定律，不僅黑洞都逃脫不了熵增定律，就連宇宙也是。

著名物理學家愛丁頓爵士曾經說過：“我認為，熵增原則是自然界所有定律中至高無上的。如果有人指出你的宇宙理論與麥克斯韋方程不符，那麼麥克斯韋方程可能有不對；如果你的宇宙理論與觀測相矛盾，嗯，觀測的人有時也會把事情搞錯；但是如果你的理論違背了熱力學第二定律，我就敢說你沒有指望了，你的理論隻有丢盡臉、垮台。”

薛定谔就則指出，熵增過程也必然體現在生命體系當中。也就是說，生命體系中的熵也應該是不斷增大的，也隻能是從有序向無序發展。不過生命卻具有抵抗自身熵增的能力，直觀來說，生命就是靠汲取環境中的負熵來生存的。最顯著的汲取負熵的例子就是吃飯，即“新陳代謝的實質就是及時全部消除有機體無時無刻不産生的全部負熵”。

然而這種從環境中汲取負熵的行為本質上其實還是增熵。因為人在生存制作食物的過程中增加的熵與彌散的熱量要遠大于吃飯的減熵，熵增的必然性和不可逆性，注定了生命隻能從有序發展為無序，并最終走向老化、死亡。

薛定谔生動地用“生命賴負熵為生”這一句名言概括。地球上的生物也是通過從環境攝取低熵物質（有序高分子）向環境釋放高熵物質（無序小分子）來維持自身處于低熵有序狀态。而地球整體的負熵流來自于植物吸收太陽的光流（負熵流）産生低熵物質。使得地球上會出現生物這種有序化的結構。不至于使熵一直處于增大的狀态，然而依據熵增原理，地球生物都會從從有序走向無序，也就是走向死亡，就連地球本身也是如此。

而根據熱力學第二定律，作為一個“孤立”的系統，宇宙的熵會随着時間的流異而增加，由有序向無序，當宇宙的熵達到最大值時，宇宙中的其他有效能量已經全數轉化為熱能，所有物質溫度達到熱平衡。這種狀态稱為熱寂。這樣的宇宙中再也沒有任何可以維持運動或是生命的能量存在，那麼宇宙的最終結局就是走向徹底的無序，也就是死亡。。

也就是宇宙不是永恒的，滅亡是最終歸宿。但是目前宇宙究竟是不是一個孤立系統，目前還是科學界在争論的焦點，由于涉及到宇宙未來、人類命運等重大問題，因而它所波及和影響的範圍已經遠遠超出了科學界和哲學界，成了近代史上一樁最令人懊惱的疑案。

為了對抗“熵增”。伊裡亞·普裡戈金提出了耗散結構。熱力學第二定律告訴我們，一個孤立系統的熵一定會随時間增大，熵達到極大值，系統達到最無序的平衡态，所以孤立系統絕不會出現耗散結構。那麼開放系統為什麼會出現本質上不同于孤立系統的行為呢？其實，在開放的條件下，系統的熵增量dS是由系統與外界的熵交換deS和系統内的熵産生diS兩部分組成的，即：dS=deS diS

熱力學第二定律隻要求系統内的熵産生非負，即diS>=0，然而外界給系統注入的熵deS可為正、零或負，這要根據系統與其外界的相互作用而定，在deS<0的情況下，隻要這個負熵流足夠強，它就除了抵消掉系統内部的熵産生diS外，還能使系統的總熵增量dS為負，總熵S減小，從而使系統進入相對有序的狀态。所以對于開放系統來說，系統可以通過自發的對稱破缺從無序進入有序的耗散結構狀态。

所以耗散結構是指：一個遠離平衡态的非線性的開放系統(不管是物理的、化學的、生物的乃至社會的、經濟的系統)通過不斷地與外界交換物質和能量，在系統内部某個參量的變化達到一定的阈值時，通過漲落，系統可能發生突變即非平衡相變，由原來的混沌無序狀态轉變為一種在時間上、空間上或功能上的有序狀态。這種在遠離平衡的非線性區形成的新的穩定的宏觀有序結構，由于需要不斷與外界交換物質或能量才能維持，因此稱之為“耗散結構”。

簡單來說，如果将耗散結構理論系統運用于人身上，就是說耗散結構理論試圖認識自組織的機制和規律，即有序和無序相互轉化的機制和條件問題。

人本來可以活到60歲，但是通過運動、鍛煉、營養的補給使得生命體可以延長持低熵的狀态，避免趨向平衡狀态，這就屬于耗散結構理論。

然而，耗散結構隻能對抗“熵增”，卻不能消滅”熵增“，人的最終歸宿還是要走向無序狀态，走向平衡。這是一個令人非常絕望的事情，人無論如何努力，也無法擺脫熵增定律，所以人是不可能實現長生不老的的。生命最終還是要走向徹底的無序，也就是死亡。

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