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将热力学还原为玻尔兹曼统计力学:宏观值情形

物理学史与哲学 2022-11-18 v1 统计力学

摘要

热力学宏观变量(如温度或体积宏观变量)可取连续的允许值,称为热力学宏观值。尽管指代相同的宏观现象,玻尔兹曼统计力学(BSM)的宏观变量与热力学宏观变量在一个重要方面不同:在玻尔兹曼统计力学框架内,具有有限可用相空间的系统的宏观值演化总被建模为不连续的,这是由于将相空间划分为具有尖锐固定边界的宏观区域的方法。概念上,这与热力学所描述的宏观值的连续演化以及 BSM 中所假设微观状态的连续演化相矛盾。我将此差异称为不连续问题(DP)。我展示了它如何源于 BSM 的框架,并论证其后果,特别是对将热力学还原为 BSM 这一基础方案的影响:表明热力学宏观值并不随附于相应的 BSM 宏观值。由于随附性是该基础方案所设想的还原的必备条件(conditio sine qua non),后者因而岌岌可危。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.09180,
  title  = {Reducing Thermodynamics to Boltzmannian Statistical Mechanics: The Case of Macro Values},
  author = {Alexander Ehmann},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.09180},
  year   = {2022}
}

备注

Forthcoming in Synthese