通向麦克斯韦妖之路.docx

《通向麦克斯韦妖之路.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通向麦克斯韦妖之路.docx（3页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、通向麦克斯韦妖之路 “时间之箭”是现代物理学中一个令人困扰的问题，它导致日常遇到的种种不对称性现象，例如把牛奶与咖啡混合很简单，但是把这个混合物重新分别极难做到。把一个玻璃杯摔碎很简单，但是把碎片重新整合成玻璃杯，几乎是完全不行能的。人总是越来越老，木材很简单烧成炭，凡此种种现象都是明显不行逆的。物理学家用热力学其次定律胜利地描写这些宏观现象。但是人们发觉这个定律与经典力学相冲突。只有借助于在概率的基础上建立的统计力学才供应了理解这些现象的可能性。 1873年英国闻名物理学家麦克斯韦在给挚友的信中提出一个称为“麦克斯韦妖”的特别好玩的物理设想，用来作为违反热力学其次定律可能性的一个反例。设想有

2、一箱密封气体，被一个板隔离为两部分，一半温度较高，一半温度较低。假如拿走隔板，冷热气体会自然混合，最终会得到匀称混合的气体，温度介于原来的两个温度之间，这是符合热力学定律的。现在假设，隔板上开一个小孔，有一个“小妖”来限制它的关闭和开启。对从左边箱子来的分子，“小妖”只让运动速度很快的通过，反之，对于从右边来的分子，只允许速度较慢的通过。这样，左边箱子里的气体将不断变冷，右边箱子里的气体将不断变热。原本温度匀称的两半，就会由于麦克斯韦妖的作用，使得左边的温度比右边低，于是违反了热力学其次定律。 作者在本书中供应了统计力学的一种新的概念基础。它展示了热力学与力学之间的缝隙是如何发生的，以及怎样才

3、能弥合。热力学不是一个普适的理论，闻名的麦克斯韦妖这类状况可以被统计力学胜利地预料。目前，这一理论的基础还不稳固。在这本书中，作者在这种新的概念基础之上发展统计力学，尝试处理这些困难问题。他们说明了宏观态、概率、测量、记忆等概念和统计力学中的时间之箭，得到了惊人的结论：麦克斯韦妖，闻名的永动机，是与基本的物理定律一样的。对于统计力学基础长期存在的一些问题供应了新的解决方法。 全书共分成13章：1.引言；2.热力学；3.经典力学；4.时间；5.宏观态；6.概率；7.熵；8.典型性；9.测量；10.过去；11 Gibbs； 12.擦除；13.麦克斯韦妖。 本书是一本高水平的学术专著，而不是一本教材，作者们运用新发展的概念工具，对于统计力学供应了一个新的哲学视角，力求解决物理学的一些基本问题。他们在不放弃深度下尽可能地避开困难的数学处理，而采纳新的图解方式来协助内容的阐述。对于那些对物理学基础和哲学感爱好的探讨人员和探讨生这是一本引人入胜值得一读的参考书。 丁亦兵，教授 第3页 共3页第 3 页 共 3 页第 3 页 共 3 页第 3 页 共 3 页第 3 页 共 3 页第 3 页 共 3 页第 3 页 共 3 页第 3 页 共 3 页第 3 页 共 3 页第 3 页 共 3 页第 3 页 共 3 页