0:00:06.738,0:00:10.329
为什么盐可溶于水而油却不行呢？

0:00:10.329,0:00:12.124
嗯，从一种角度来说，是化学作用，

0:00:12.124,0:00:14.328
但是这并不很令人信服，不是吗？

0:00:14.328,0:00:17.442
其实，盐可溶于水而油不能的原因

0:00:17.442,0:00:19.152
可归结为一切事物与现象

0:00:19.152,0:00:21.348
发生的两个根本原因：

0:00:21.348,0:00:22.281
力能学

0:00:22.281,0:00:23.489
和熵。

0:00:23.489,0:00:25.322
力能学主要讨论

0:00:25.322,0:00:28.203
物体之间的引力。

0:00:28.203,0:00:31.155
当我们观察水中的盐或油时，

0:00:31.155,0:00:34.152
我们会在一个非常微小的尺度内

0:00:34.152,0:00:36.779
关注粒子之间的作用力，

0:00:36.779,0:00:38.180
分子层级。

0:00:38.180,0:00:39.898
这个尺度究竟有多微小呢？

0:00:39.898,0:00:41.599
在一杯水里，

0:00:41.599,0:00:43.110
分子的数量

0:00:43.110,0:00:45.816
比宇宙中已知的星星数量还要大。

0:00:45.816,0:00:49.448
现在，所有这些分子都在做匀速运动，

0:00:49.448,0:00:52.460
移动、振动并且旋转。

0:00:52.460,0:00:54.774
阻止了几乎所有的这些分子

0:00:54.774,0:00:56.858
从杯子里面飞出去的

0:00:56.858,0:01:00.270
是分子之间相吸引的相互作用力。

0:01:00.270,0:01:01.230
在水与它自己之间，以及与其他物质之间

0:01:01.230,0:01:04.482
相互作用力的力度

0:01:04.482,0:01:07.733
就是我们所说的力能学的含义。

0:01:07.733,0:01:09.874
你可以想象水分子

0:01:09.874,0:01:11.419
在始终如一地舞蹈着，

0:01:11.419,0:01:13.047
有点像那种

0:01:13.047,0:01:16.501
经常且随机更换舞伴的方块舞。

0:01:16.501,0:01:19.185
简言之，物质与水之间，

0:01:19.185,0:01:20.676
那种平衡于它们破坏

0:01:20.676,0:01:22.298
水分子之间的相互作用的程度

0:01:22.298,0:01:24.881
的相互作用的能力，

0:01:24.881,0:01:27.230
在解释为什么有些物质可溶于水，

0:01:27.230,0:01:29.899
而另一些却不能时

0:01:29.899,0:01:31.649
扮演着重要的角色。

0:01:32.048,0:01:33.912
熵基本描述了

0:01:33.912,0:01:36.631
建立在无规则运动基础上的

0:01:36.631,0:01:38.503
物质与能量被组合的方式。

0:01:38.503,0:01:41.200
例如，想象一个房间里的空气。

0:01:41.200,0:01:44.062
想象一个空间里万亿个

0:01:44.062,0:01:46.650
组成空气的分子

0:01:46.650,0:01:48.131
所有可能的组合方式。

0:01:48.131,0:01:49.167
其中一些组合方式

0:01:49.167,0:01:52.163
可能会将所有的氧分子置放在这一边

0:01:52.163,0:01:54.814
而将所有氮分子置放在那一边，

0:01:54.814,0:01:55.855
使二者分离开来。

0:01:55.855,0:01:58.230
然而，更多可能的方式

0:01:58.230,0:02:01.230
是使这些分子彼此混合起来。

0:02:01.230,0:02:03.481
因此，熵倾向于讨论“混合”。

0:02:03.481,0:02:06.334
力能学则讨论引力。

0:02:06.334,0:02:08.417
故而，如果引力存在，

0:02:08.417,0:02:10.321
一部分组合方式的可能性

0:02:10.321,0:02:11.500
便会被提高，

0:02:11.500,0:02:13.780
也就是那些物体彼此吸引的方式。

0:02:13.780,0:02:16.294
所以，决定所发生的现象的

0:02:16.294,0:02:18.871
通常是这二者的平衡。

0:02:18.871,0:02:20.285
在分子层级上，

0:02:20.285,0:02:22.664
水是由水分子组成的，

0:02:22.664,0:02:25.829
水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。

0:02:25.829,0:02:28.497
作为液态水，这些分子从事着

0:02:28.497,0:02:30.831
恒定而随机的

0:02:30.831,0:02:34.386
被称为“氢键网络”的“方块舞”。

0:02:34.386,0:02:35.771
熵倾向保持

0:02:35.771,0:02:38.018
这种“方块舞”一直进行。

0:02:38.018,0:02:39.314
所有水分子

0:02:39.314,0:02:41.142
被组合成“方块舞”的方式

0:02:41.142,0:02:42.349
总是会更多，

0:02:42.349,0:02:44.790
如果和水分子被组合成“排舞”的方式

0:02:44.790,0:02:45.421
比较的话。

0:02:45.421,0:02:47.781
因此，“方块舞”永恒地进行着。

0:02:47.781,0:02:50.750
那么，当你把盐放进水里时会发生什么呢？

0:02:50.750,0:02:52.748
嗯，在分子层级上，

0:02:52.748,0:02:55.584
盐其实是由两种不同的离子构成的，

0:02:55.584,0:02:57.838
氯离子和钠离子，

0:02:57.838,0:03:00.082
它们就像砖墙一样被组合起来。

0:03:00.082,0:03:01.502
它们以编队的形式作为一个大团体

0:03:01.502,0:03:03.386
出现在舞会上

0:03:03.386,0:03:05.040
并首先坐在了一边，

0:03:05.040,0:03:07.431
害羞，并且有些不情愿去分离成

0:03:07.431,0:03:10.272
单独的离子来加入这场舞会。

0:03:10.272,0:03:12.456
但是这些腼腆的舞者

0:03:12.456,0:03:15.009
暗地里却希望有人让它们加入。

0:03:15.009,0:03:18.233
所以，当一个水分子偶然地碰到它们中的一个

0:03:18.233,0:03:20.817
并且将它们推向舞会，远离它们的团体时，

0:03:20.817,0:03:21.983
它们就会去。

0:03:21.983,0:03:23.362
而且，只要它们加入了舞会，

0:03:23.362,0:03:24.948
就不会再回来了。

0:03:24.948,0:03:27.352
事实上，盐的加入

0:03:27.352,0:03:29.412
使得“方块舞”的组合

0:03:29.412,0:03:30.790
有了更多可能的形式，

0:03:30.790,0:03:33.973
所以对它们来说与水共“舞”有好处。

0:03:35.156,0:03:37.119
现在，我们来说说油。

0:03:37.119,0:03:39.800
油分子对与水共“舞”

0:03:39.800,0:03:40.887
还是有点感兴趣的，

0:03:40.887,0:03:43.138
所以熵偏向于让它们加入舞会。

0:03:43.138,0:03:45.193
而问题在于油分子

0:03:45.193,0:03:47.471
都穿着巨大的长礼服，

0:03:47.471,0:03:50.040
而且它们比水分子大得多。

0:03:50.040,0:03:52.474
所以，当一个油分子加入舞会时，

0:03:52.474,0:03:55.299
它的身量简直对舞会具有破坏性

0:03:55.299,0:03:56.919
而且，水所从事的

0:03:56.919,0:03:58.622
随机更换舞伴的行为，

0:03:58.622,0:04:00.329
是舞会的一个重要部分。

0:04:00.329,0:04:02.885
此外，它们也不是杰出的舞者。

0:04:02.885,0:04:04.805
水分子试图让油分子

0:04:04.805,0:04:06.464
参与到舞会当中来，

0:04:06.464,0:04:08.890
但是它们总是碰到它们的礼服

0:04:08.890,0:04:11.550
并且占掉了舞池里所有的空间。

0:04:11.550,0:04:13.723
当油离开舞池时

0:04:13.723,0:04:15.765
水跳舞的方式就多了许多，

0:04:15.765,0:04:18.214
所以水把油挤了出去，

0:04:18.214,0:04:20.803
把它推回了其他油分子一起坐着的长凳子上。

0:04:20.803,0:04:22.887
不一会儿，当一大群油分子

0:04:22.887,0:04:24.971
都被挤到一边时，

0:04:24.971,0:04:27.280
它们就会聚到一起，并且遗憾地叹息

0:04:27.280,0:04:29.455
水是多么的不公平

0:04:29.455,0:04:31.408
然后粘在一起成为一个团体。

0:04:31.408,0:04:32.746
因此，就是这种

0:04:32.746,0:04:35.082
当分子在无规则运动时，它们之间

0:04:35.082,0:04:37.472
的相互作用的结合

0:04:37.472,0:04:38.890
以及对它们来说可能实现的构造

0:04:38.890,0:04:41.216
决定了它们是否能够混合。

0:04:41.216,0:04:43.637
换一句话说，油和水不能混合的原因

0:04:43.637,0:04:47.217
就是因为它们组不成完美的舞伴。