yonglie的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yonglie

博文

热力学的几何 精选

已有 9513 次阅读 2013-11-12 09:11 |个人分类:物理|系统分类:科普集锦| 热力学

 

 

Thomas WestThinking Like Einstein里说,爱因斯坦是visual thinker的典范——这一点我很能理解,只要想想小爱和老爱的追光、火车、升降机、时间盒子和EPR等思想实验,大概会同意这个说法。(不能运动的霍金,也喜欢用图形来思考。据Kip Throne的回忆,黑洞的面积定理就是那么想出来的。)WestComputer Graphics的专栏作家,几年前出过一本经典的In the Mind's Eye: Creative Visual Thinkers, Gifted Dyslexics, and the Rise of Visual Technologies,看来计算机图形学似乎对图像思维特别感兴趣。West甚至预言,未来的人都将以计算机图形为基础来进行思考,这一点我就不大明白——至少,我对计算机图形就没有兴趣。如果他说未来的人都通过网络买东西,我还更能接受一点。

 

书中还特别挖掘了麦克斯韦做Gibbs曲面的故事。当年,麦克斯韦对G相律的图像很感兴趣,还花了整整一个冬天拿粘土做成了Gibbs曲面模型。I have just finished a clay model of a fancy surface showing the solid, liquid, and gaseous states, and the continuity of the liquid and gaseous states. (187411月,MThomas Andrews的信。)他还把模型寄给了老G。(http://www.sv.vt.edu/classes/ESM4714/methods/Gibbs.html

 

Gibbs相律说,组分数C(如水、酸、盐)、相数P(固、液、气)和自由度F(如温度、压力、浓度)满足FC + P = 2,这个关系自然令人想起多面体的Euler公式,即使老G不用图像,大概也能勾起几何的联想。

 

Bernard H. LavendaA New Perspective on Thermodynamics (Springer 2010)里说,热力学要找的圣杯就是热力学曲面的度规。热力学的几何就是从Gibbs的平衡态曲面萌芽的,但他的primitive曲面缺一个确定的度规。多数热力学课本似乎都忽略了热力学的几何,难怪化学家Kenneth Jolls会感慨,the interesting connections between thermodynamics and geometry, which were the essence of Gibbs’s theoretical development, have all but vanished from the literature.

 

不过,从黑洞热力学、从引力熵的Weyl曲率描述,甚至从更狂野的引力的热力学起源(引力被看做是一种熵力)来看,热力学的几何也许有着更奇妙的未来,但那大概不是图象思维能想到的吧。

 

Maxwell做的Gibbs曲面模型

 

 

 

 



读书荐书
https://blog.sciencenet.cn/blog-279992-741041.html

上一篇:谁写了莎士比亚?
下一篇:可怕的美

17 武夷山 刘全慧 应行仁 韦玉程 靳强 鲍得海 李学宽 王国强 鲍海飞 郭嘉琳 白大伟 陈湘明 crossludo ybtr3929 luxiaobing12 anran123 jpx720

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (13 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2022-5-25 14:37

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部