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更多即相同;相变与平均场理论

物理学史与哲学 2009-09-14 v2 统计力学 高能物理 - 理论

摘要

本文回顾了相变的早期理论。它考虑了源自凝聚态物理和统计物理的一组相关概念。这里的关键技术思想包括“奇异性”、“序参量”、“平均场理论”和“变分法”。从较不技术的角度来看,这里的问题是物质,普通物质,如何能够支持多种形式。每当我们观察到冰与液态水接触,或者看到水蒸气(“蒸汽”)从加热的水壶中升起时,我们就能看到这种多样性。不同的相可以在性质上截然不同,例如在冰上行走完全在人类能力范围之内,但在液态水上行走则被谚语般地禁止给普通人。这些差异在数千年来对人类而言显而易见,但直到1880年代才被纳入科学理解的范畴。相变是从一种行为到另一种行为的改变。一级相变涉及系统某个统计变量的不连续跳跃。这个不连续的性质被称为序参量。每个相变都有其自身的序参量,这些序参量涵盖了大量不同的物理性质。这些性质包括液-气相变的密度、铁磁体中的磁化强度、渗流转变中连通簇的大小,以及超流体或超导体中的凝聚波函数。当该跳跃趋近于零时,就发生连续相变。本文是关于统计力学以及平均场理论作为部分理解这一现象的基础的发展。

关键词

引用

@article{arxiv.0906.0653,
  title  = {More is the Same; Phase Transitions and Mean Field Theories},
  author = {Leo P. Kadanoff},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0906.0653},
  year   = {2009}
}

备注

25 pages, 6 figures