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第一篇博文的起源,乃一红颜知己杀上门,道拙文杀了她不少脑细胞,且白杀,七窍通了六窍,一窍不通。忙不迭写个东西赔偿。干脆放在科学网上,用意乃是后来者勿谓言之不预也。又犯懒,该展处不展开,心想有兴趣自去看拙文引言及参考文献。留下后患。导致博文2。此文更短更懒。读之无益。犹如大喊一声:我对你不对! 喊完拍屁而去。一副无赖相。不好意思。王虹宇先生是有心人,其评论有建设性。就想到干脆把相关的几个故事都展开去。明白如此会展成无穷级数,死无葬身之地矣。成也红颜,败也红颜。
今天想重提上文留下的一个故事:波尔兹曼(Boltzmann)与统计物理及热力学。提提此事,有助于初学物理者明白统计物理病在何处。它好在何处,没必要饶舌,所有的教科书说的都是它好得不得了。一似不如此说,不但书卖不出去,学生也不选你的课。书卖钱了,学费收了,科学怕要慢进了。
言归正传。提到统计物理及热力学的恩怨战火及今况,要从热力学第二定律说起。各位若想尽快了解Boltzmann的壮烈故事,最省事的文字要数E.G.D. Cohen的略有挑衅味道的短文。第二定律故事话长,上溯到法国大革命时砍贵族头不眨眼的后来做了拿破仑的内政部长的老卡诺(Lazare Carnot)。此人砍人头之余,不忘热机问题,可能是想用热机驱动砍头机,总结了一条谁听了都说可不是吗的道理:永动机不存在。比如一个发动机推动汽车跑但不需要汽油或任何能量输入,或把收到的热量全变成力学功,有如吃饭干活不拉屎。大家都道那还用说?也没往心里去。待塞纳西去淘尽英雄、硝烟散尽,只见一人挺身而出,道:痛快也,若我老爸说的有理,我用几个等式就可证明,世上热机无数,唯我的热机效率最高,吃得最少,干活最多。资本家听了大喜过望立马失望。因为这个机器叫可逆热机,是理想化的东西,不存在。它工作时无能量耗散。所用热能都对外做了功。所谓可逆,是此热机一旦反悔,可将所做的功收回,并将做此功所用的热量完全还给热源,分文不少。实际热机都做不到这一点,都不可逆,其工作过程都有不同的能量耗散。有个令人恶心难忘的例子是,你吃完炸酱面去工作,即使后悔了把工资退还国家,也没办法再如厕一次然后把炸酱面还原。卡诺热机就能。
这个小卡诺(Sadi Carnot)能生此奇想,真乃人杰。因此自命不凡,以为自己发现了与力学最小作用量原理等价的原理。你不是最小吗?俺这是极大,效率极大。如此心比天高,保不定命比纸薄,37岁病逝,连手稿都与尸体付之一炬了。这且不提。他万万不会想到,几世几劫之后,以他的极大效率热机为国玺的学说与最小作用量原理竟然做了不共戴天的死敌。烽烟乍起,恶战百年。至今不分胜败。那焦土沙场,便是统计物理。这一点,一些同学们学完这门课也未必会听说。这一点,窃想比会用Boltzmann 分布律贵重八千倍!
有点累了。小山姑也来电话说去游泳。待续吧。
第一篇博文链接:从辩证世界观到物理学的变分原理,过得去否?
第二篇博文链接:量子力学有否最小作用量原理
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GMT+8, 2024-12-25 12:56
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