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相变、历史与几何 精选

已有 6065 次阅读 2011-4-15 08:44 |个人分类:物理|系统分类:科普集锦| 历史, 几何, 相变

 
 
1909年,Henry Adams写了一篇有趣的文章:“用于历史的相律”——把热力学中的Gibbs相律用到人类历史。他认为,历史是向平衡演化的过程,而军国主义国家却要逆转它,它们就像Maxwell小妖。在给弟弟的信中,他也拿人比原子,而把总统比小妖。
Gibbs相律说,任何平衡系统中,不同的相数(P,如液相、固相)、组元数(C,如化合物的数目)和自由度(F,能变化的参量数)满足简单的数字规律
 
F = C – P + 2
 
例如,在水的三相点,F= 1 – 3 + 2 = 0,没有自由变量,参量(温度与压力)都是固定的。如果写成P – C + F = 2,我们自然想起Euler公式(三个字母分别代表凸多面体的点、边和面的数目)。
 
类似的联想,Hawking找到一个。他的黑洞热力学,其实就是从几何关系里发现了第二定律的类比。用热力学解释历史的好像还多,而其中最普通的就是用第二定律来描述历史演进的趋势。可是,当我们考虑引力系统以致更一般的相互作用系统时,有序也能从无序生出来,用这个热力学来研究历史,要有趣得多。
 
假如把相变看成流形之间的映射,那么相律似乎意味着相变构成一个映射的“同伦类”,即映射的模2度(degree of modulo 2)。令人疑惑的是,相变发生在临界点,而同伦类的构成在正则点。相变问题大概关联着相空间流形的拓扑性质。
 
辛稼轩有句词:“千古兴亡多少事”,其实已经包含了三个学科:历史、代数、几何,也就是预言了历史与代数几何的渊源,只是文史家们不懂“多少”的意思
 
 
 
   
 


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