小系统短时间的自发熵减 远离平衡统计力学 其中最著名的定理是 fluctuation theorem

Everett (╮(╯▽╰)╭) 2009-05-07 00:10:06

2009-05-06 12:51:16 樵 (我要幼稚地像一坨屎。)
耗散结构（局部范围内的序增熵减）是对第二定律的补充。
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我说的不是耗散结构，耗散结构是开放系统，其熵的减少是以环境的熵增加为代价的，这不违反热力学第二定律。我说的是在孤立系统中，也可以看到熵的自发减少。现代统计力学是基于量子场论的，在量子场论的意义下，没有任何经典禁戒是不可破坏的，超光速的虚过程是允许的，同样，破坏热力学第二定律的“虚过程”是可以发生的。2002年非平衡统计的大牛D.Evans及其合作者在实验上观测到了小系统短时间的自发熵减[1]。其理论基础就是从1993年以来由 Evans, Jarzynski 等人发展起来的远离平衡统计力学，其中最著名的定理是 fluctuation theorem 相关文献可参考 Wikipedia [3]。

当然，新定律的提出并不意味着旧定律完全错了。物理学定律只能进化，不能推翻，因为推翻一个定律就要同时推翻所有曾经支持它的实验。热力学第二定律永远是热力学的基本定律，只是适用范围需要加以限制。不管是主流科学共同体还是民间科学共同体都喜欢以破坏热力学第二定律作为卖点。所以，我想说的是，不要对基本定律的破坏表示过分惊奇，第一，物理学定律的存在就是为了有一天用来被实验破坏的；第二，定律的进化是很正常的现象，不应该成为噱头或者鼓吹的对象；第三，保持开放和平静的心态，学习新定律，理清旧定律的适用范围。

[1] http://prola.aps.org/abstract/PRL/v89/i5/e050601, Phys. Rev. Lett. 89, 050601 (2002)
[2] report on NewScientist: Second law of thermodynamics "broken". http://www.newscientist.com/article/dn2572
[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Fluctuation_theorem

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Everett (╮(╯▽╰)╭) 2009-05-07 00:20:08

最后，我想强调的是，无论是光速不可超越，还是熵不能减少，都不是永恒的真理。在主流科学共同体内部，早就有各种各样的方式来破坏这些禁戒了。民间科学共同体没有必要对这些定律再推翻一次了，很多尝试都是重复劳动。但是为什么我们还坚持相对论和热力学第二定律，那是因为我们知道定律都是有适用范围的。物理学家说话的时候都要强调上下文，而民间科学家的一大特色就是望文生义、不管背景。

（随便发表感慨，不针对任何具体的人或团体）