12 阻碍人类永生的原因是？

[[热力学第二定律]] 熵增定律，事物会从有序状态向无序状态发展。

• 无序，指宏观态对应的微观态数量很多。

• 系统自发向包含微观态最多的宏观态改变，这种改变无法自行逆转，被称为[[时间之矢]]。

• 例子：5种宏观态，每种宏观态包含不同的微观态。对应到图中的例子，宏观态对应小球在左右区域中的数量，微观态对应具体 4 个小球的分布。

  • 计算下面 5 中宏观态对应的信息熵，左2右2的信息熵最大。

  • 微观态概率相同，宏观态由于包含的微观态数量不同，导致概率不同。

• 热平衡，宏观态达到熵最大状态

• 热力学熵，描述系统自发做功的能力（能量的品质）[[兰道尔原则]]

• 热寂 heat death，宇宙发生热平衡

  • 宇宙朝着熵增的方向改变

[[麦克斯韦妖]] 尝试否定热力学第二定律

• 一个等温系统中存在奇怪的妖怪，可以区分高速分子和低速分子，控制低速分子从左侧到右侧，高速分子从右侧到左侧。左侧分子运动快温度高，右侧分子运动越慢温度低，自发让系统的熵降低，左右两边产生能量差。

• 不可能实现的原因，妖本质上利用信息（感知到分子运动）来降低信息熵从而降低热力学熵，需要不断从外界能量中获取信息

  • 信息熵和热力学熵转换 [[兰道尔原则]]

    • k 是玻尔兹常数

生命是什么？

• 薛定谔 1943，生命以负熵为食

  • 主动利用信息来减熵，从而维持自身状态。

  • 用信息来抗衡熵增从而维持自身状态的系统可被视为生命

• 病毒未入侵宿主细胞之前，以非生命的形式来维持自身状态，入侵之后，它又以生命的形式维持状态。

• 人工智能生命问题的关键，计算机的信息是由人类提供，无法解决计算机如何自主获取信息。

参考资料

• 热力学熵
  Entropy is not disorder by Khutoryansky
  Why Information is Entropy by Khutoryansky
  What is entropy? by Jeff Phillips
  热力学第二定律是什么 by 李永乐
  什么是热力学第二定律 by 柴知道

• 信息熵
  Information entropy by Khan Academy
  Information Theory A Tutorial Introduction by Stone James [1]
  Information theory: Entropy by Zinnia Jones
  How Much Information? by Veritasium

• [[生命是什么]]

  • 《生命的奇迹》BBC 纪录片 Brian Edward Cox

  • 《生命的跃升》Nick Lane 生命的跃升 (豆瓣)

    • 生命进化的跃升 (豆瓣)

    • 40亿年地球生命简史 (豆瓣)

  • 《自私的基因》Richard Dawkins

  • 《生命是什么》Schrödinger

[[思维导图]]