庞加莱回归是宇宙的宿命？

　　庞加莱回归的时间是10（一万个零）年吗？
　　庞加莱回归的时间是10（一万个零）年。
　　虽然物理实验结果一直支持热力学的不可逆性，但是庞加莱证明了一个定理，使得宏观不可逆性问题变得特别尖锐。
　　亨利庞加莱
　　这个定理的主要结论是，对于有限体积的系统，除了极少的情况下，系统必然会在经历过一段时间后回复到初始状态附近，更惊人的是，这种回复具有无限次。
　　无论牛顿运动方程，还是薛定谔方程，都存在时间反演的解，这就意味着，气体的自由膨胀和自发收缩都是合理的物理过程。然而，宏观上只有自由膨胀，没有自发收缩。这是宏观热力学与微观运动学的一个尚未调和的矛盾。
　　宇宙大爆炸想象图
　　宇宙的熵能可以逆转吗？庞加莱回归究竟是什么呢？
　　熵是统计学的概念，一个封闭系统的熵总是趋向于增大，也就是我们说的熵增定律；但是在物理学中，还有一个庞加莱重现时间。
　　一、熵增定律
　　熵增定律通俗易懂解释是：热量从高温物体流向低温物体是不可逆的。
　　熵用通俗的语言来说就是可能性。熵增原理，就是事物发展的方向，总是朝着大概率的方向变化。比如，沙漠下雨是小概率事件，所以明天沙漠是不会下雨的。
　　简单地说熵是衡量我们这个世界中事物混乱程度的一个指标，热力学第二定律中认为孤立系统总是存在从高有序度转变成低有序度的趋势，这就是熵增的原理。
　　也就是说，系统由有序转变为无序被的过程是熵增。
　　金属冷热传导示意图
　　比如，系的鞋带会开；家中铺得很整齐的床单睡过后会变乱。当然这么讲比较粗浅，或者说不太直观，我们生活中有太多具体的例子可以阐述这一理论，比如：
　　比如，一滴墨滴进清水里，清水会变黑；用热水壶烧水其实就是一个熵增的过程，烧水壶在电能的驱动下将水壶里的冷水烧热，而电能又是发电厂通过烧煤蒸腾水驱动发电机而产生的。。。
　　再进一步简单、笼统地说，热力学第二定律：
　　一个热的物体和一个冷的物体放在一起，热的物体会变冷，冷的物体会变热等，物理系统总是会趋向平衡状态。
　　一个系统的温度是不均匀的，它慢慢趋向均匀；一个溶液的浓度是不均匀的，同样它会慢慢趋向均匀。
　　热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物体。
　　熵增定律是怎样的，它为何是最让人绝望的物理定律？
　　熵增定律能使宇宙的能量和热量达到越来越高，直到不能进行交换能量，宇宙的能量和热量开始从有序到无序的变化，当宇宙达到热力平衡，时间就没有任何的意义。
　　从物理的角度来讲，我们可以将熵看成一个衡量系统能量混乱度的物理量。
　　熵低的系统，有序程度高，熵高的系统就比较混乱。
　　从能量的角度可以理解为，能量在转换的过程中无法实现100的利用，总有部分能量被消耗掉，变成混乱无序的热能。
　　这部分能量导致了熵增，熵增定律在很多自然现象中都可以体现出来。因为这是自然界自然的发展方向，就是从有序到无序的转变。
　　熵增定律在物理分子上也有很直观的解释，就是由于分子间存在碰撞等能量的交换，所有的分子都会有变层，无规则混乱无章相对运动最低的趋势，不会出现局部分子速度跟周边分子速度存在巨大差异的情况。在宏观上表现为物质的能量，都有向热能转化的趋势，就像是高温向低温转化一样，因为温度便是分子无序运动这就是物理特性
　　这个就是玻尔兹曼输运方程，关于此方程描述的系统，一个经典的例子是空间中一具有温度梯度的流体。构成此流体的微粒通过随机而具有偏向性的流动使得热量从较热的区域流向较冷的区域。另外的一个就是我们还要理解熵的概念。有序和无序只是便于理解，实际上无序是大概率的意思，有序是小概率。事物总是往大概率方向发展，就是增熵。
　　之所以说，熵增定律是一个让人绝望的定律，如果把整个宇宙想象成一个孤立的系统，那么宇宙的熵就会越来越多，直到宇宙不再进行能量的交换，如果没有能量的交换宇宙就会停止运行。
　　这就是热寂说。熵达到最大值，不再增加，全宇宙达到热力学平衡，处处均匀，时间就会失去意义。
　　二、庞加莱回归
　　根据熵增定律，如果把我们宇宙看成一个封闭系统，那么宇宙最终会达到热寂状态，难道我们真的没有办法阻止熵的增加吗？
　　在1890年，法国科学家庞加莱证明了一个定理，说力学系统经过足够长的时间后，总可以恢复到初始状态附近。
　　宇宙就是一个巨大的力学系统，根据庞加莱定理，宇宙经过足够长的时间后，必定会回到宇宙开始的某个时刻，宇宙的熵自然也会回到原来的时刻；庞加莱定理看似和熵增定律矛盾，实际上两者是统一的，因为热力学定律是基于统计原理的。
　　比方说，我们手中有十张麻将牌，一万到九万依照数字左小右大顺序摆放，这时动物园的饲养员牵来一只黑猩猩，它很聪明。
　　你看见黑猩猩后，心念一动，将排好顺序的麻将牌打乱，并命令黑猩猩将麻将重新组合成最先开始呈现的顺序，即：一万、两万、三万。。。。直到九万。
　　那么黑猩猩毕竟不是人，也没有经历过专门的训练，只能随机将麻将牌排列组合（包含重复排列），那么它有多大的概率能将这九张牌重新完成最初的排序？
　　笔者自行测试了下，电脑死机了三次，估摸数值应该在百万次左右。
　　庞加莱定理就是考虑了这种特殊情况，而且证明在足够的时间上肯定会发生；在实际当中，我们都是在一个很短的时间范围内，去研究一个力学系统，那么庞加莱定理的情况，几乎是不可能发生的。
　　如果把庞加莱定理作用于整个宇宙，那么平均来说，宇宙首次回到最初状态的时间，就叫做庞加莱重现时间，这个时间非常长，大致的数量级是10（10（10））年。
　　以当前人类的文明程度来看，远远没有达到看到或者计算出宇宙重启的能力。