一旦很靠近突变点,各类宏观物质的个性就退居次要
地位,机理颇为不同的相变表现出极大的相似性。例如,比热随
温度的变化会在相变点附近出现一个尖峰
,物理学的所谓常数,大部分不外是这样一些关节点的名
称,在这些关节点上,运动的量的增加或减少会引起该物体的状
态的质的变化,所以在这些关节点上,量转化为质”。恩格斯在
这里说的,是气体凝聚为液体的“相变”点。
自然界中的相变多种多样:磁铁在加热到一定温度时突然
失去磁性,许多金属在极低温下突然失去电阻,成为“超导体”,
晶体会从一种对称突变到另一种对称。各种物理对象在它们处
于渐变阶段时,表现出很强的个性,引起突变的原因也各不相
同。但是,一旦很靠近突变点,各类宏观物质的个性就退居次要
地位,机理颇为不同的相变表现出极大的相似性。例如,比热随
温度的变化会在相变点附近出现一个尖峰,恰当选择比例,可以
!"#$%&’
9
使各种相变的比热尖峰曲线重叠在一起。统计物理学作为理论
物理的一个分支,其任务正在于说明这些共性。近十几年来相
变理论取得了很大进展,发现在突变点附近起决定作用的不是
具体的内部相互作用,而是物理系统的一些非常带普遍性的特
征:例如,相互作用在一个、两个或三个方向显著,比热尖峰的形
状就随之不同。
相变是平衡态下的突变,虽然还有不少没有解决的问题,但
已经研究得比较清楚。非平衡态的突变更为丰富多采,其研究
工作才开始不久。激光可以看作非平衡态相变的一个典型例
子。观察一个半导体激光二极管,当电流较小时,它像普通发光
二极管一样发出荧光,电流达到一定阈值后,突然转变为相干性
强的激光。对激光器在阈值附近行为的研究,说明这类现象与
平衡态下的普通相变有着许多共同之处。当然,理论的更重要
的任务在于阐明非平衡突变所特有的规律。
我们想再次强调指出,突变是大量粒子的一种“合作”或“集
体”现象,不论用什么样的简化了的理论模型来描述,都不能回
避大量粒子背景所带来的一些现象,例如涨落的作用。因此,平
衡和非平衡突变现象的研究,是统计物理学的重要课题,今后还
要继续发展。
67
No comments:
Post a Comment