[转载] 热力学宏观定律的微观基础--统计物理(2. 系综# Thoughts - 思考者
s*e
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热力学的宏观现象的微观解释是通过统计做为桥梁完成的. 采用统计大家没有意见,
但如何入手方法确有所不同. 系综理论是最完善的一个思路, 而且处理问题也最
普适.所以我们直接介绍系综的概念.
系综嘛顾名思义就是系统的集合:这集合是由满足相同物理限制的一模一样的
系统构成. 比如你研究一瓶气体. 你脑筋里头就要有无穷多个一样的瓶子一样的
气体, 你想象它们各自都有可能存在的状态(每个分子的可能状态都要想到). 你问
自己: 那么这系综里头那一个系统的宏观状态是我们实验上观察到的那个?
Boltzmann他就这样想: 可能系综里头的每一个系统对应的宏观状态都是我们在理论
上可以看到， 但是出现的概率各有不同. 我们真正看到的那个是最可几的. 而且,
涨落是如此小以致我们实际中是不可能看到别的宏观状态.
那么,我们需要一个关于系统宏观状态出现概率的判定条件. 另外, 物理里头研究的
系统多种多样, 把典型的系综拿出来研究可能带来简化. 比如, 能量守恒的孤立系,
温度不变的恒温系, 粒子数目不变的系统等等. 系综里头分别叫:
1. 微正则系综. 这是概念上最重要的系综,虽然从量子力学的观点看是
但如何入手方法确有所不同. 系综理论是最完善的一个思路, 而且处理问题也最
普适.所以我们直接介绍系综的概念.
系综嘛顾名思义就是系统的集合:这集合是由满足相同物理限制的一模一样的
系统构成. 比如你研究一瓶气体. 你脑筋里头就要有无穷多个一样的瓶子一样的
气体, 你想象它们各自都有可能存在的状态(每个分子的可能状态都要想到). 你问
自己: 那么这系综里头那一个系统的宏观状态是我们实验上观察到的那个?
Boltzmann他就这样想: 可能系综里头的每一个系统对应的宏观状态都是我们在理论
上可以看到， 但是出现的概率各有不同. 我们真正看到的那个是最可几的. 而且,
涨落是如此小以致我们实际中是不可能看到别的宏观状态.
那么,我们需要一个关于系统宏观状态出现概率的判定条件. 另外, 物理里头研究的
系统多种多样, 把典型的系综拿出来研究可能带来简化. 比如, 能量守恒的孤立系,
温度不变的恒温系, 粒子数目不变的系统等等. 系综里头分别叫:
1. 微正则系综. 这是概念上最重要的系综,虽然从量子力学的观点看是