天热!热的令人思考热力学

热力学上,这是于个等容过程,dQ=TdS。在dQ固定时,温度与地熵变化成反比。简单化的可以把古代的熵定义为:Q=TS。很不幸的是,很多文献就是这样定义熵的。

从历史追踪来看,可以认为“地熵”的概念接近于热力学的熵概念。事实上,古代把物体划分为:热得慢,热得块;或是,易冷、易热。还是对“熵”有定性概念的。古代的“热”实际上是温度的等价概念。

中医对物质的分类实质上采用“凉性的”代指熵变化慢的物质(土话,几把火还都烧不热),用“热性的”代指熵变化快的物质(土话,小半把火就烧热了),而 “中性的”实际上是参考物质(一把火刚好烧热)。这种主观的定性定义几乎是无法把握的,从而也就有没有“共识”。

由定性概念上升为抽象的精确的科学概念之难也可由此而得以“洞见一二”。

历史上,当学者们看到dQ=TdS,  dW=PdV 时,有多少学者如飞娥扑火般的浮想联翩。被广为接受的只有雅可比的理论,可以建立J(T,S) 和 J(P,V) 的对应性。

由于对于液体气体,近似的有实验关系:PV=CT(C近似为常数),从而有: dW=(CT)(dV/V), 也就有了:dW=CTd(lnV)。这个关系,就热力学思想史来看,导向了熵的形式定义:S=kln(Z) ,以及 TS=LQ。

热力学的基本理论实质上是在定性及定量关系上的形式推理(逻辑性结论)。

现代热力学研究试图摆脱这个已经普及的理论框架。如,统计热力学对熵的定义,以及对温度的定义。但是,对熵,还是有多种定义,成为基础理论界(含数学界)的热门话题。

无论是信息熵,几何熵,还是其它的熵概念,事实上受困于牛顿力学的科学概念:客观物理量是可测的。从而可以实验检验。

统计热力学的熵不满足这个实测概念(但是逻辑上满足,指状态的配分函数);信息熵是统计热力学熵的等价,只有几何熵被看成是有希望实际测量的。

数学界就几何熵的研究很热,但是热力学家不屑一顾。而工程界就惨了,只有用经典的热力学理论去研究。绕来绕去,不知道实质上起点为何,也不知到可以到达的终点在那。你方唱罢我等场。

有少数热力学家试图把几何熵应用于热力学问题,被几何熵的数学家批的一塌糊涂。就我这个旁观者看,无非是各自认为真理在手而蔑视他人而语。

因而,在大热的天,以混混糊糊的大脑来看,名利之争是瓦解科学整体性的利器,从而间接的成为科学进步的巨大阻力。

天热!糊涂了。不写了。(肖建华)

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