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热力学第二定律说孤立系统的熵只会增加。
但如果一个系统的温度是负的——也就是负温态——那它的熵应该是随能量增加而减小的。
这种情况下，熵增原理还成立吗？"
教室里安静了。
那种安静不是寻常的安静——是有重量的安静。
四十二双眼睛齐刷刷地盯着沈梦溪，目光里有好奇，有期待，也有那么一丝不易察觉的幸灾乐祸。
那种幸灾乐祸不是恶意的，是人之常情——看别人被难住，总比自己被难住好受。
沈梦溪站在讲台上，脑子里飞速运转。
负温度。
负温态。
这个概念她知道——在统计物理中，温度的定义是1T=?S?U，即温度的倒数等于熵对内能的偏导数。
对于大多数系统，熵随内能增加而增加，所以T为正。
但对于某些特殊系统——比如核自旋系统——在特定条件下，高能态的粒子数可以多于低能态的粒子数，形成"
粒子数反转"
，此时熵随内能增加而减小，1T为负，即T为负。
这就是负温度。
但负温度不是"
比绝对零度更冷"
——恰恰相反，负温度比任何正温度都"
热"
。
在负温态下，热量会从负温物体流向正温物体。
如果把一个负温系统和一个正温系统接触，最终达到的平衡温度不是两者之间，而是正无穷——也就是说，热量会从负温物体"
自发的"
流向正温物体，这恰恰符合热力学第二定律。
但孙维民问的是——熵增原理在负温态下还成立吗？
这个问题不好回答。
不好回答不是因为答案不知道——答案她大致是知道的：熵增原理在负温态下依然成立，只是需要对"
孤立系统"
的定义做更精确的限定。
但具体怎么限定？涉及哪些边界条件？数学上怎么证明？她一时说不完整。
那些知识像隔着一层磨砂玻璃——看得见轮廓，摸不着细节。
教室里的四十二双眼睛都盯着她。
沈梦溪沉默了五秒钟。
五秒钟在讲台上是一种漫长的煎熬——长到她能听见自己的心跳，长到她能看见前排几个学生交换了一个微妙的眼神，长到她能感觉到孙维民的嘴角微微上扬了一个几乎不可察觉的弧度。
那个弧度刺痛了她。
"
这个问题很好。
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