http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=506139&do=blog&id=428395
场的运动形态之一是波，而波就可能由几个能量低的波而叠加成高能量的波，即场物质系统中的能量并不一定是由高能向低能转移，且可能由低能物质运动进行叠加而形成高能物质运动形态
博文
从温度谈起
||
从温度谈起
物理世界中，很多概念、理论、假说都与温度有关，如热寂说、大爆炸宇宙说等等，都与温度紧密的联系在一起。由此对温度概念的理解与澄清，则是很必要的问题。因为在很多情况下，讲温度可能已远超出温度所能应用范围了。
通俗的说法，温度是表征物体冷热程度的量，是人对外界自然感觉的一种描写。而严格的讲，温度是指两个物体间相互处于热平衡态时，存在有相同的态函数，这个态函数称温度。这里必须注意的是温度首先必须存在两个物体，即没有物体，也就无从谈什么它的温度；另一个必须明白的是什么是热平衡，即温度是表征两个物体间运动系统在达到热平衡时的一种运动状态函数。
热是物质运动的一种表现。最早，在人摈弃了热素说后，已认识到热是分子运动的表现。而随着人认识的发展，人认识到物质是由原子、分子组成，而原子最终又是由基本粒子组成的。由此人认识到热是构成物质系统的大量微观粒子无规则运动（无序运动或称随机运动）的宏观统计表现。作为组成物质的单个微观粒子，其运动是无规则的随机运动，具有各种偶然性，但作为物质系统的整体，其是存在确定规律的，即其是处在一个确定的物质运动的能量态中，这个能量表征了组成物质的微观粒子运动统计结果，也就是物质系统总的运动能量结果。而温度正是表征了物质系统中微观粒子运动强度的量度。热所表征的物质体系运动能量与其它物质运动形式能量之间是可以相互转换的，这种转换过程当然要遵守能量守恒。由此也将热运动状态称为物质体系的内能，而其可传递的能量称为热量。
由此可以明确地说，热或者温度描述的都是由微观粒子组成的物质体系所具有的运动状态，没有了微观物质体系，就无从谈论热或者温度。这也正如毛与皮之间的关系，毛是由皮长出来的，为皮的特征之一，若皮之不存，毛将焉附。也就是说，热与温度的概念，是建立在实物粒子基础上的，只有实物粒子的体系，才能存在热或温度，实物粒子不存在了，也就没什么热或温度了。这点在使用热或温度概念时要特别明确，否则可能导致产生各种奇异的结果。
宇宙间的物质运动是多种多样的，并不是只有实物质运动形式一种。但由于人类首先认识的是实物粒子系统运动，这也就是由微观粒子组成的宏观物体的机械运动，而后才逐步随认识的发展，认识了物质体系的热运动等等，但这些主体上还是限定在实物质的粒子体系中，并根深蒂固的认为就是实物粒子构成了宇宙，由此也就演生出了种种假说。但现在科学发展到今天，已确知宇宙中的物质运动形式远非实物粒子一种，而是丰富多彩的多种多样的，且各种物质运动形式之间还会相互转化、相互作用，也是相互依存的。如场物质的运动形式就是其中的一种。二十世纪，场物质运动形式取代了以太假说以来，虽经一个世纪的发展，但仍未能将其作为如同实物粒子一样的一种物质运动形式被加以确定与应用，这样也就产生了很多各种各样的看似合理而其实是奇异的假说，从而使认识进入了一种迷茫之中。
例子之一就是现在已被否定了的热寂说。热寂说是据热力学第二定律提出来的，是说由于宇宙熵不断的增加，终有一天会达到熵极大值，从而使熵再也不能发生变化，即宇宙达到热平衡，从而使宇宙达到死寂状态，即宇宙热死。
热力学第二定律确是真理，熵增加原理也不错，但它们都是有条件的。这就是它们都讲的是热过程，如前面再三强调的，热是物质微粒系统统计的一种运动态描述，即其是只能在物质的微粒系统中成立的规律，而在含有更多种的物质运动系统中是不能成立的。比如熵的定义为：熵的变化率等于系统热量变化率与温度之比，即dS=dQ/T 。其中热量与温度都是被限定在物质粒子系统中才成立的，这熵也只能是被界定在物质微粒中才成立的一个态函数，而熵增加原理则表明，在物质微粒系统中，能量只能由高能量物质系统向低能量物质系统转移，直到两个物质系统中能量达到平衡时为止，而绝不会出现低能量物质系的能量向高能量物质系统转移的情况。但所有这些，只能是在物质微粒系中才成立的。而宇宙绝不仅仅是存在一种物质微粒系统，在宇宙中确实有由实物质粒子组成的星团、星系、恒星┄┄等等一切宏物体，其中包括我们人类自已的身体，但就现在的认识而论，同时还包括有电磁场、引力场等等的场物质及其运动形态，更何况还可能存在尚末被人认识的其它物质及其运动形态的范畴呢。由此将宇宙作为一个实物质粒子系统本身就是显然不正确的，这样熵增加原理用到宇宙物质系统中，也就必然会得出怪异的结论──宇宙热死（热寂）。其实对于实物质系统，确实是能量只能由能量高向低能方向转移，但作为场物质就不一定是如此。场的运动形态之一是波，而波就可能由几个能量低的波而叠加成高能量的波，即场物质系统中的能量并不一定是由高能向低能转移，且可能由低能物质运动进行叠加而形成高能物质运动形态。而在宇宙中，能量的传递确有非机械式的传递，即非通过物质粒子形态的传递方式，如我们从太阳获得的能量是光能（辐射能），而不是通过机械式的传递进行的。这种过程如用微波给发光物质加热一样，微波比光波的能量低，但却同样可以给物质加热，而使该物质一直保持高热发光，这就有违热力学第二定律。但这是完全正常的，因为微波是场物质的运动形式，而非实物粒子的系统，这种不服从热力学第二定律也就是理所当然的了。由此由于宇宙的物质形态的多样性，运动形式的多样性，不仅是实物粒子一种，显然也就不是宇宙热寂，也就不可能热死了。
例子之二则是大爆炸宇宙说。认为宇宙起源于一次大爆炸，其实这也是一种假说，只不过现在已被大多数科学家或学术权威所认可，认为其是正确的。但宇宙物质运动的实在并不会由那些人的认可而改变，其是有其自已的规律与实在的。宇宙大爆炸认为大爆炸的发生过程为：
1．大爆炸开始阶段，如以爆炸起始为零时刻，这个阶段在10∧-43 秒，这时温度为10∧33度。如此高的温度尚难以想象；
2．第二阶段为从10∧-43秒到10∧-33 秒，能量开始产生物质，温度开始下降，产生宇宙粒子原汤。到10∧-33 秒温度下降到10∧28 度以下，开始产生组成星系、星球的原物质；
3．第三阶段，由10∧-33 秒到10∧-6 秒，夸克冷却；
4．第四阶段，由10∧-6 秒到10∧-3 秒，进入质子时期；
5．第五阶段，由10∧-3 秒到100秒，形成辐射的宇宙。这时发生中微子与其它物质相互作用，并去耦。宇宙中存在大量的质子与中子。但此阶段将结束时，中子大量衰变；
6．第六阶段，由100秒到30 分钟，氢生成。在爆炸3分钟后，温度降到9×10∧8 度，这时开始由质子与中子构成原子核，出现氘，并有氘氘反应出现并生成氦。此阶段结束宇宙达到有77%的氢，23%的氦。
7. 30 分钟到100万年，原子形成，光子可独立存在。由于宇宙膨胀冷却，光子失去能量，也被冷却到现今的2.7K。
8．第八阶段，由100万年到200亿年，物质开始堆积，形成星系、恒星、行星、生命。如果宇宙平均质量比临界质量小，则过10∧32 年后，大部分物质将解体，在10∧40 年后，已没有夸克，即原子也不复存在了，唯 一留下的是黑洞，黑洞寿命可达10∧66 年。
9．第九阶段为宇宙的最后阶段，由于宇宙的不膨胀逐渐变冷，在10∧100 年后，黑洞爆炸的残留物也最后消失，宇宙则变成充满冷光和中微子的宁静状态中。如果宇宙平均质量大于临界质量，则宇宙又会收缩。这两种结果就在于测量到的宇宙暗物质的质量及中微子是否有质量了。
可见这种大爆炸宇宙说与热寂说的最后结果都是宇宙最终会处于一种平衡态，对宇宙发展的结局并无大的区别与不同。这里其实是存在有问题的：
大爆炸宇宙说认为在宇宙大爆炸前是不存在任何物质的，更不存在实物粒子(实物粒子是爆炸后的产物)，那么大爆炸时产生的10∧33度的温度，是什么的温度呢？没有微观粒子运动的温度是什么温度呢？这是明显的扩大了温度概念的使用范围。由此至少可以说，大爆炸宇宙说用最早用温度来进行表述，是不恰当的，温度并不适用无微粒的物质运动状态的描述。如果大爆炸要想自圆其说，则必须改变其说法，大概改成能量的说法或者可能更恰当。
另外，爆炸的概念是物质微粒所占有的体积急剧膨胀，使周围微粒之间压力发生强烈变化的一种物质运动过程。如核反应、急剧的化学反应，突然放出大量能量，使固体气化或气体本身体积急剧膨胀，温度急剧升高，压强急剧增大，发出巨大声响，产生爆炸波或推动作用，这种过程称为爆炸。这里必须指出，爆炸有两个必备条件，一是爆炸物必定是由物质引起，是由于实物粒子组成的结构发生了变化而放出巨大能量，并使其所占的空间限度(体积)急剧膨胀的过程；二是这种过程必须在有实物粒子的空间中发生，这样才能够将爆炸所产生的效应(能量)传递给周围的实物粒子，构成爆炸所形成的状态，如激波等等。但在宇宙大爆炸中，一没有爆炸物质，二没有周围的介质物质，这何以能成为爆炸呢？也就是说宇宙大爆炸说是借用了现实中的概念，并将其外延到了概念并不适用的条件下做出的假说，这样的借用概念并外延，突破了原概念适用的条件及范围，其得到的将是一种怪异的结果。
再者，宇宙即时空是运动物质的存在形式，只有存在运动物质，才存在其存在形式时空；反之，有时空存在必然就有在时空内存在的运动物质。大爆炸宇宙说认为在宇宙大爆炸前，宇宙并不存在，即没有时空存在，从而也就没有任何物质运动。但这时发生大爆炸的点(或一定限度的空间)是那里来的呢？而点其实必然是存在于一个空间中的呀!且有空间存在，就必定有在空间中存在的运动物质，这又与大爆炸的说法有矛盾。也就是说大爆炸宇宙说已然含有在大爆炸前就存在空间的点，且存在物质的假设了，但其又说物质是大爆炸后产生的，这不是显然的自相矛盾吗？也就是说，究竟是宇宙中的一个点发生了大爆炸还是大爆炸产生了一个宇宙，这两者是不能同时并存的，是矛盾的。
仅从上面的逻辑推理上讲，大爆炸宇宙说就存在将概念适用范围扩大所带来的问题，也存在自身自恰性的问题，是值得仔细检验概念适用范围及检讨本身自恰性逻辑的。
人自身是由实物粒子构成的，人所接触到的物质运动及人赖以生存的环境，首先是实物粒子的运动形式，这是显然的。但决不能为此就认为宇宙中所有的物质运动只有实物粒子一种形式，是由实物粒子组成了全部宇宙。其实宇宙中的物质运动形式并非只有实物粒子运动形式一种，还确实存在有其它的物质运动形式，只有认识到这点，才可能全面的认识宇宙。
千万要记住，温度是描写实物粒子系统物质运动状态的一个物理量，不能无限的将它推广到其它的物质运动系统的状态描写中去，否则必然会得到怪异的但也是新奇异的结论。
物理世界中，很多概念、理论、假说都与温度有关，如热寂说、大爆炸宇宙说等等，都与温度紧密的联系在一起。由此对温度概念的理解与澄清，则是很必要的问题。因为在很多情况下，讲温度可能已远超出温度所能应用范围了。
通俗的说法，温度是表征物体冷热程度的量，是人对外界自然感觉的一种描写。而严格的讲，温度是指两个物体间相互处于热平衡态时，存在有相同的态函数，这个态函数称温度。这里必须注意的是温度首先必须存在两个物体，即没有物体，也就无从谈什么它的温度；另一个必须明白的是什么是热平衡，即温度是表征两个物体间运动系统在达到热平衡时的一种运动状态函数。
热是物质运动的一种表现。最早，在人摈弃了热素说后，已认识到热是分子运动的表现。而随着人认识的发展，人认识到物质是由原子、分子组成，而原子最终又是由基本粒子组成的。由此人认识到热是构成物质系统的大量微观粒子无规则运动（无序运动或称随机运动）的宏观统计表现。作为组成物质的单个微观粒子，其运动是无规则的随机运动，具有各种偶然性，但作为物质系统的整体，其是存在确定规律的，即其是处在一个确定的物质运动的能量态中，这个能量表征了组成物质的微观粒子运动统计结果，也就是物质系统总的运动能量结果。而温度正是表征了物质系统中微观粒子运动强度的量度。热所表征的物质体系运动能量与其它物质运动形式能量之间是可以相互转换的，这种转换过程当然要遵守能量守恒。由此也将热运动状态称为物质体系的内能，而其可传递的能量称为热量。
由此可以明确地说，热或者温度描述的都是由微观粒子组成的物质体系所具有的运动状态，没有了微观物质体系，就无从谈论热或者温度。这也正如毛与皮之间的关系，毛是由皮长出来的，为皮的特征之一，若皮之不存，毛将焉附。也就是说，热与温度的概念，是建立在实物粒子基础上的，只有实物粒子的体系，才能存在热或温度，实物粒子不存在了，也就没什么热或温度了。这点在使用热或温度概念时要特别明确，否则可能导致产生各种奇异的结果。
宇宙间的物质运动是多种多样的，并不是只有实物质运动形式一种。但由于人类首先认识的是实物粒子系统运动，这也就是由微观粒子组成的宏观物体的机械运动，而后才逐步随认识的发展，认识了物质体系的热运动等等，但这些主体上还是限定在实物质的粒子体系中，并根深蒂固的认为就是实物粒子构成了宇宙，由此也就演生出了种种假说。但现在科学发展到今天，已确知宇宙中的物质运动形式远非实物粒子一种，而是丰富多彩的多种多样的，且各种物质运动形式之间还会相互转化、相互作用，也是相互依存的。如场物质的运动形式就是其中的一种。二十世纪，场物质运动形式取代了以太假说以来，虽经一个世纪的发展，但仍未能将其作为如同实物粒子一样的一种物质运动形式被加以确定与应用，这样也就产生了很多各种各样的看似合理而其实是奇异的假说，从而使认识进入了一种迷茫之中。
例子之一就是现在已被否定了的热寂说。热寂说是据热力学第二定律提出来的，是说由于宇宙熵不断的增加，终有一天会达到熵极大值，从而使熵再也不能发生变化，即宇宙达到热平衡，从而使宇宙达到死寂状态，即宇宙热死。
热力学第二定律确是真理，熵增加原理也不错，但它们都是有条件的。这就是它们都讲的是热过程，如前面再三强调的，热是物质微粒系统统计的一种运动态描述，即其是只能在物质的微粒系统中成立的规律，而在含有更多种的物质运动系统中是不能成立的。比如熵的定义为：熵的变化率等于系统热量变化率与温度之比，即dS=dQ/T 。其中热量与温度都是被限定在物质粒子系统中才成立的，这熵也只能是被界定在物质微粒中才成立的一个态函数，而熵增加原理则表明，在物质微粒系统中，能量只能由高能量物质系统向低能量物质系统转移，直到两个物质系统中能量达到平衡时为止，而绝不会出现低能量物质系的能量向高能量物质系统转移的情况。但所有这些，只能是在物质微粒系中才成立的。而宇宙绝不仅仅是存在一种物质微粒系统，在宇宙中确实有由实物质粒子组成的星团、星系、恒星┄┄等等一切宏物体，其中包括我们人类自已的身体，但就现在的认识而论，同时还包括有电磁场、引力场等等的场物质及其运动形态，更何况还可能存在尚末被人认识的其它物质及其运动形态的范畴呢。由此将宇宙作为一个实物质粒子系统本身就是显然不正确的，这样熵增加原理用到宇宙物质系统中，也就必然会得出怪异的结论──宇宙热死（热寂）。其实对于实物质系统，确实是能量只能由能量高向低能方向转移，但作为场物质就不一定是如此。场的运动形态之一是波，而波就可能由几个能量低的波而叠加成高能量的波，即场物质系统中的能量并不一定是由高能向低能转移，且可能由低能物质运动进行叠加而形成高能物质运动形态。而在宇宙中，能量的传递确有非机械式的传递，即非通过物质粒子形态的传递方式，如我们从太阳获得的能量是光能（辐射能），而不是通过机械式的传递进行的。这种过程如用微波给发光物质加热一样，微波比光波的能量低，但却同样可以给物质加热，而使该物质一直保持高热发光，这就有违热力学第二定律。但这是完全正常的，因为微波是场物质的运动形式，而非实物粒子的系统，这种不服从热力学第二定律也就是理所当然的了。由此由于宇宙的物质形态的多样性，运动形式的多样性，不仅是实物粒子一种，显然也就不是宇宙热寂，也就不可能热死了。
例子之二则是大爆炸宇宙说。认为宇宙起源于一次大爆炸，其实这也是一种假说，只不过现在已被大多数科学家或学术权威所认可，认为其是正确的。但宇宙物质运动的实在并不会由那些人的认可而改变，其是有其自已的规律与实在的。宇宙大爆炸认为大爆炸的发生过程为：
1．大爆炸开始阶段，如以爆炸起始为零时刻，这个阶段在10∧-43 秒，这时温度为10∧33度。如此高的温度尚难以想象；
2．第二阶段为从10∧-43秒到10∧-33 秒，能量开始产生物质，温度开始下降，产生宇宙粒子原汤。到10∧-33 秒温度下降到10∧28 度以下，开始产生组成星系、星球的原物质；
3．第三阶段，由10∧-33 秒到10∧-6 秒，夸克冷却；
4．第四阶段，由10∧-6 秒到10∧-3 秒，进入质子时期；
5．第五阶段，由10∧-3 秒到100秒，形成辐射的宇宙。这时发生中微子与其它物质相互作用，并去耦。宇宙中存在大量的质子与中子。但此阶段将结束时，中子大量衰变；
6．第六阶段，由100秒到30 分钟，氢生成。在爆炸3分钟后，温度降到9×10∧8 度，这时开始由质子与中子构成原子核，出现氘，并有氘氘反应出现并生成氦。此阶段结束宇宙达到有77%的氢，23%的氦。
7. 30 分钟到100万年，原子形成，光子可独立存在。由于宇宙膨胀冷却，光子失去能量，也被冷却到现今的2.7K。
8．第八阶段，由100万年到200亿年，物质开始堆积，形成星系、恒星、行星、生命。如果宇宙平均质量比临界质量小，则过10∧32 年后，大部分物质将解体，在10∧40 年后，已没有夸克，即原子也不复存在了，唯 一留下的是黑洞，黑洞寿命可达10∧66 年。
9．第九阶段为宇宙的最后阶段，由于宇宙的不膨胀逐渐变冷，在10∧100 年后，黑洞爆炸的残留物也最后消失，宇宙则变成充满冷光和中微子的宁静状态中。如果宇宙平均质量大于临界质量，则宇宙又会收缩。这两种结果就在于测量到的宇宙暗物质的质量及中微子是否有质量了。
可见这种大爆炸宇宙说与热寂说的最后结果都是宇宙最终会处于一种平衡态，对宇宙发展的结局并无大的区别与不同。这里其实是存在有问题的：
大爆炸宇宙说认为在宇宙大爆炸前是不存在任何物质的，更不存在实物粒子(实物粒子是爆炸后的产物)，那么大爆炸时产生的10∧33度的温度，是什么的温度呢？没有微观粒子运动的温度是什么温度呢？这是明显的扩大了温度概念的使用范围。由此至少可以说，大爆炸宇宙说用最早用温度来进行表述，是不恰当的，温度并不适用无微粒的物质运动状态的描述。如果大爆炸要想自圆其说，则必须改变其说法，大概改成能量的说法或者可能更恰当。
另外，爆炸的概念是物质微粒所占有的体积急剧膨胀，使周围微粒之间压力发生强烈变化的一种物质运动过程。如核反应、急剧的化学反应，突然放出大量能量，使固体气化或气体本身体积急剧膨胀，温度急剧升高，压强急剧增大，发出巨大声响，产生爆炸波或推动作用，这种过程称为爆炸。这里必须指出，爆炸有两个必备条件，一是爆炸物必定是由物质引起，是由于实物粒子组成的结构发生了变化而放出巨大能量，并使其所占的空间限度(体积)急剧膨胀的过程；二是这种过程必须在有实物粒子的空间中发生，这样才能够将爆炸所产生的效应(能量)传递给周围的实物粒子，构成爆炸所形成的状态，如激波等等。但在宇宙大爆炸中，一没有爆炸物质，二没有周围的介质物质，这何以能成为爆炸呢？也就是说宇宙大爆炸说是借用了现实中的概念，并将其外延到了概念并不适用的条件下做出的假说，这样的借用概念并外延，突破了原概念适用的条件及范围，其得到的将是一种怪异的结果。
再者，宇宙即时空是运动物质的存在形式，只有存在运动物质，才存在其存在形式时空；反之，有时空存在必然就有在时空内存在的运动物质。大爆炸宇宙说认为在宇宙大爆炸前，宇宙并不存在，即没有时空存在，从而也就没有任何物质运动。但这时发生大爆炸的点(或一定限度的空间)是那里来的呢？而点其实必然是存在于一个空间中的呀!且有空间存在，就必定有在空间中存在的运动物质，这又与大爆炸的说法有矛盾。也就是说大爆炸宇宙说已然含有在大爆炸前就存在空间的点，且存在物质的假设了，但其又说物质是大爆炸后产生的，这不是显然的自相矛盾吗？也就是说，究竟是宇宙中的一个点发生了大爆炸还是大爆炸产生了一个宇宙，这两者是不能同时并存的，是矛盾的。
仅从上面的逻辑推理上讲，大爆炸宇宙说就存在将概念适用范围扩大所带来的问题，也存在自身自恰性的问题，是值得仔细检验概念适用范围及检讨本身自恰性逻辑的。
人自身是由实物粒子构成的，人所接触到的物质运动及人赖以生存的环境，首先是实物粒子的运动形式，这是显然的。但决不能为此就认为宇宙中所有的物质运动只有实物粒子一种形式，是由实物粒子组成了全部宇宙。其实宇宙中的物质运动形式并非只有实物粒子运动形式一种，还确实存在有其它的物质运动形式，只有认识到这点，才可能全面的认识宇宙。
千万要记住，温度是描写实物粒子系统物质运动状态的一个物理量，不能无限的将它推广到其它的物质运动系统的状态描写中去，否则必然会得到怪异的但也是新奇异的结论。
热门博文导读
GMT+8, 2011-12-7 06:42
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007-2011 科学时报社
选择“Disable on www.wenxuecity.com”
选择“don't run on pages on this domain”
