自发熵减及其统计公式

世界为何能抵抗熵增定律并产生自组织结构？孤立系统的熵是否总是只增不减？热力学退化与自组织演化能否统一？如何统一？本文从非平衡熵演化方程出发，证明了在具有内部吸引相互作用的非平衡系统中，可以自发涌现出一种新的熵减。这种新的熵减与传统的熵增定律共存，两者相互抵消，使得孤立系统的总熵能够减少。这不仅使孤立系统，也有助于开放系统产生自组织结构。我们首先推导了这种新熵减速率的统计公式，并在数学形式和微观物理基础上，将其与我们多年前推导的熵增定律统计公式进行了比较。此外，我们给出了孤立系统和开放系统中总熵随时间变化率的公式。前者等于熵增定律公式与新熵减速率公式之和，后者则是熵增、熵减和熵流公式的代数和。所有这些都表明了热力学退化与自组织演化的统一性。作为新理论公式的应用，我们定性讨论了两个真实孤立系统中非均匀结构的涌现，包括澄清关于宇宙热寂的推论。