统计物理的基础：熵、不可逆性与推断
统计力学
2023-10-11 v1
摘要
统计物理旨在用其微观组分分布来描述宏观系统的性质。其核心工具是作为变分原理的熵最大化。我们回顾了这一原理的历史：它最初被视为自然定律，近来则被视为模型构建中用于推断的程序。尽管平衡态（EQ）早已奠基于最大熵（MaxEnt）原理，但直到最近，非平衡态（NEQ）才为人所知具有同等基础的生成原理。我们回顾了表明 NEQ 的变分原理是最大路径熵（Maximum Caliber）的证据。它要求最大化的是路径熵而非状态熵。我们还描述了熵在刻画不可逆性中的作用，并阐述了 MaxCal 与其他著名 NEQ 物理方法之间的关系，包括随机热力学（ST）、大偏差理论（LDT）、宏观涨落理论（MFT）以及非广延熵。
引用
@article{arxiv.2310.06070,
title = {The foundations of statistical physics: entropy, irreversibility, and inference},
author = {Jonathan Asher Pachter and Ying-Jen Yang and Ken A. Dill},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.06070},
year = {2023}
}
备注
21 pages, 3 figures