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再答二傻-波尔兹曼的定理们

已有 3657 次阅读 2012-12-31 13:07 |个人分类:科研笔记|系统分类:科研笔记| 波尔兹曼

从波尔兹曼的体系处理来看,他所引入的,仅仅是体系的能量恒定。他并没有说,这个恒定是由于体系孤立而造成。自少,虽然他从字面上讲有体系孤立的意思,但是其处理手法上,仅仅是粒子数守恒和动能守恒两个条件。而他又强调,他的处理是“统计意义上”的。
所以,我们将之假设严密化,可以这么来看:体系一直处在外部扰动之中,但是这个扰动是“平衡”的,在非常短暂的瞬间,体系也许从外部获得了能量,又或损失了能量,但这些行为从长的时间来看,体系能量的平均值几乎没有变化,所以体系的平均结果最后是“能量守恒”的。较真的人会说:“那么这个扰动到底应该是多大呢,其方差应该至少要是多少呢?”这当然是个问题,但是我们可以知道,在一般情况下,扰动非常非常非常小,就够了。因为我们知道1mol气体在室温情况下,大约是22.4升,有6.02*10^23个分子。所以可以猜想只要有个(10*3*分子能量)的扰动不断地捣乱,就应该很快使体系明显地落入bolzmann的套路里。也就是说体系(1/10^20)的能量捣乱,就可以使所谓的实验上的近似的“孤立系”很快进入bolzmann假设的演化情况。
将理论推向极限,哪怕是无穷小的外部能量来扰动,其结果,体系总是会按照波尔兹曼的方式变化。
同样将理论推向极限,对Pioncare和Liouville来说,哪怕有一点点外来破坏,体系就完蛋了,因为那个时时刻刻不能不起作用的哈密顿量的值只要有一点点变化,就彻底打破两位大贤依赖的条件,所谓“失之毫厘,谬之千里”,就是这个意思。
所以,那些依赖强条件的完美的人造物,非常容易破碎,可以很“数学”,但非常不“物理”。
 


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