在浩瀚宇宙中,地球每秒钟吸收的太阳能量达到惊人的9×10的15次方焦耳,这个数字大到超乎想象。尽管如此,我们星球却也如同一个反射镜,将几乎相同数量的热量辐射回冷谧的太空。地球的温升是另一个相关的但独立的现象。
那么,在能量的这种看似无休止的来去之中,我们是如何利用那份宝贵的能量的呢?
关键点并不仅仅在于能量本身,更在于那份有用的能量。当能量以低熵状态存在,它便成了我们所能利用的资源。例如电池中的能量虽然一直保持不变,但因为其具有不同的使用价值,所以它们的状态并非一成不变。
如同大坝后蓄积的水流,其蕴含的能量巨大且可被利用,会一直流动直到两端能级相等,却不会逆流回大坝。或者一冰块在热水中会持续融化,直到两者温度一致,你绝不会看到一碗温水内突然凝结出一个冰块,尽管总能量保持不变。
所以,有用的能量就是那些能够被我们利用、处于低熵状态、不平衡的能量。利用这些能量,我们可以驱动涡轮、推动活塞,或者融化冰块。
与之相对的,无用的能量则静静地存在于废弃热量、噪音或是一个球体的势能中,我们对它无能为力。石油和空气中蕴含的低熵有用能量,能让汽车加速、减速、停止。
尽管地球总能量守恒,但有用的化学能被转化为无用的高熵热和噪音,这些能量虽然存在,我们却无法再用于驱动汽车,从而变得不可再用。
这一点也适用于地球本身。太阳向我们发送有用的、低熵的能量,主要以可见光的形式,这些能量在地球表面经历一系列过程后被吸收,最终我们以高熵状态向宇宙辐射出去。
每当我们接收到一个可见光的光子,我们会放射出大约20个红外光子。尽管能量收入与支出相抵,但熵值却增加了20倍。
设想一下,如果夜空的温度和太阳一样,我们接收到的能量会更多,但地球会迅速达到一个高熵的平衡状态。
尽管能量充足,但所有能量都同样均衡,因此都失去了作用。生命、移动的车辆都不复存在,并非因为缺乏能量,而是因为所有能量都均衡得无法被利用,整个宇宙将陷入寂静,时间也会停摆,因为时间本身已经失去了意义。