吉布斯在他的巨著《热力学基础》〔6,10 〕一书中提出了г空间,这种空间可以描述相互作用强的粒子组成的体系,以区别玻尔兹曼和麦克斯韦的μ空间,那种空间是近独立子系的空间,只能描述相互作用微弱而近似独立的粒子组成的体系(其能量不变),一个相点只能描述一个粒子的相。
四 研究史的启示
在谈到数学论证时,我们想到了Prigogine很少提及的吉布斯(J·W·Gibbs)的工作,一般的物理学教材〔4 〕都是按吉布斯的逻辑系统〔10〕编写的;吉布斯是热力学的集大成者,他最终使之成为完善自洽的理论体系。
吉布斯在他的巨著《热力学基础》〔6,10 〕一书中提出了г空间,这种空间可以描述相互作用强的粒子组成的体系,以区别玻尔兹曼和麦克斯韦的μ空间,那种空间是近独立子系的空间,只能描述相互作用微弱而近似独立的粒子组成的体系(其能量不变),一个相点只能描述一个粒子的相。 他应用统计方法求出了他的“正则系综”(canonicalensemble)在相空间中状态分布的概率密度函数,并推出相密度守恒原理:
(附图 )
表示г空间中同一地点,相密度随时间的变化。这是封闭系统的情形,若使D=0,正则系综退化为玻尔兹曼的“微正则系综”,表示相密度不随г空间中地点不同而发生变化(孤立系)。接着,吉布斯进一步提出了“巨正则系综”(grand ensemble),其粒子数、能量、体积均发生变化(开放系)。
但是,巨正则系综仅是一个定性概念,其方程右侧不是一个常数;也就是说其没有稳定态,事实中却存在这种远平衡稳定态。如何解决这个问题,我们有三条途径:
㈠我们可以在正则系综方程左边再引入一个变量,使得右边为零;然而物理学似乎并不存在超越时(t)空(p(,i),q(,i))的第三个“神秘变量”,因此这一变量是特设的,其物理实在性尚待确证。这一思路也等价于我们重新构造一种区别于г空间的新空间,这在数学上似无着落。
㈡将新引入的能量、物质看作一个新正则系综,与被引入系综相加。那么,这样达到的平衡仍是正则系综的平衡态,而不是远平衡态,这条途径将导入死胡同。
㈢吉布斯的г空间理论是唯象论的,是受到麦克斯韦的启发,放弃物质结构内容的假说,转而探寻空熵bá@①:热力学统一的势函数
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间形式结构的〔6〕, 其实在我们尚未得到㈠的条件时,我们可以返回去构造物质结构,本文的“缔子”假设就是第三条权宜之路。
在以上三种方案中,从数学上看,第一种方案是简洁优美的、唯象的,能与吉布斯的唯象理论完全自洽,是我们努力的方向。但在此之前,第三种方案仍不失为一种与吉布斯理论达到弱自洽的实用方案,即将他的唯象的“理念”退化为“物理实在”。我们可以通过这种方案达到第一种方案,从而确定其“神秘变量”的实在意义或新空间的数学形式,履行唯物主义的认识路线。我相信,有识之士在这种启发中能得到更多的东西。
г空间,这种空间可以描述相互作用强的粒子组成的体系,以区别玻尔兹曼和麦克斯韦的μ空间,
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吉布斯所思考的系統,如水變成冰或變成蒸氣,既不受物質質量,萬有引力,物質影響慣性
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Gibbs修正因子:经典力学:相同的粒子是可以区分的。(粒子的轨道);量子力学:粒子是全同的,不可区分的。
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一个多粒子系统,当粒子的德布罗意波长与粒子间的距离可以比较,甚至比粒子间的距离还要大时,系统遵从量子统计的规律。有两种量子统计法
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费米统计是说同一态上的粒子数不能大于1,波色统计中同一态上的粒子可以有任意数目。
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波色统计, best
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當這些振盪子開始輻射能量時鶻它們遵守的卻是古典電磁學的規範鷍
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“"普朗克輻射能量遵守古典電磁學"”
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相互作用,量子互相分不清,波长大于互相间距离,空间连续,欧空间质点力学失效
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相对论导引 作者:赵展岳 质量不再是标量,电势也不再是标量
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hamiliton functions, must read;
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物理好图 μ空间(描述粒子微观 态的相空间) 宏观物质(群体,分布) Γ空间(描述系统微 观态的相空间)
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"Gibbs修正因子"
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