能量与熵在多尺度动力学和热力学中的作用

多尺度热力学是关于描述层级之间关系的理论。能量和熵是其两个主要组成部分。本文通过几个实例考察了它们在描述一个层级（起始层级）演化至涉及较少细节的另一个层级（目标层级）的时间演化中的作用，这些实例包括：将宏观系统视为由微观粒子组成的层级、作为理想气体和范德华气体动力学理论的介观层级、流体力学层级、化学动力学层级以及平衡热力学层级。熵在目标层级的涌现中扮演两个角色。它表示内能，即无法用起始层级所使用的状态变量表示的那部分能量；同时，它通过扫除不重要的细节来揭示表征目标层级的涌现特征。在目标层级为涉及时间演化的介观层级的情况下，能量和熵的作用由两个与其速率相关的不同势所承担。