我國古代的熵概念是存在的,而且在定性上也是正確的。想起初中時,下鄉(xiāng)支農(nóng),老農(nóng)民(沒讀過書的)談到代代相傳的“地熵”,其定性的定義為:在太陽照射下,容易熱起來的地塊就是地熵低。太陽下山后,不容易冷下來的地塊就是地熵高。
熱力學上,這是于個等容過程,dQ=TdS。在dQ固定時,溫度與地熵變化成反比。簡單化的可以把古代的熵定義為:Q=TS。很不幸的是,很多文獻就是這樣定義熵的。
從歷史追蹤來看,可以認為“地熵”的概念接近于熱力學的熵概念。事實上,古代把物體劃分為:熱得慢,熱得塊;或是,易冷、易熱。還是對“熵”有定性概念的。古代的“熱”實際上是溫度的等價概念。
中醫(yī)對物質的分類實質上采用“涼性的”代指熵變化慢的物質(土話,幾把火還都燒不熱),用“熱性的”代指熵變化快的物質(土話,小半把火就燒熱了),而“中性的”實際上是參考物質(一把火剛好燒熱)。這種主觀的定性定義幾乎是無法把握的,從而也就有沒有“共識”。
由定性概念上升為抽象的精確的科學概念之難也可由此而得以“洞見一二”。
歷史上,當學者們看到dQ=TdS, dW=PdV 時,有多少學者如飛娥撲火般的浮想聯(lián)翩。被廣為接受的只有雅可比的理論,可以建立J(T,S) 和 J(P,V) 的對應性。
由于對于液體氣體,近似的有實驗關系:PV=CT(C近似為常數(shù)),從而有: dW=(CT)(dV/V), 也就有了:dW=CTd(lnV)。這個關系,就熱力學思想史來看,導向了熵的形式定義:S=kln(Z) ,以及 TS=LQ。
熱力學的基本理論實質上是在定性及定量關系上的形式推理(邏輯性結論)。
現(xiàn)代熱力學研究試圖擺脫這個已經(jīng)普及的理論框架。如,統(tǒng)計熱力學對熵的定義,以及對溫度的定義。但是,對熵,還是有多種定義,成為基礎理論界(含數(shù)學界)的熱門話題。
無論是信息熵,幾何熵,還是其它的熵概念,事實上受困于牛頓力學的科學概念:客觀物理量是可測的。從而可以實驗檢驗。
統(tǒng)計熱力學的熵不滿足這個實測概念(但是邏輯上滿足,指狀態(tài)的配分函數(shù));信息熵是統(tǒng)計熱力學熵的等價,只有幾何熵被看成是有希望實際測量的。
數(shù)學界就幾何熵的研究很熱,但是熱力學家不屑一顧。而工程界就慘了,只有用經(jīng)典的熱力學理論去研究。繞來繞去,不知道實質上起點為何,也不知到可以到達的終點在那。你方唱罷我等場。
有少數(shù)熱力學家試圖把幾何熵應用于熱力學問題,被幾何熵的數(shù)學家批的一塌糊涂。就我這個旁觀者看,無非是各自認為真理在手而蔑視他人而語。
因而,在大熱的天,以混混糊糊的大腦來看,名利之爭是瓦解科學整體性的利器,從而間接的成為科學進步的巨大阻力。
天熱!糊涂了。不寫了。(肖建華)
天熱!熱的令人思考熱力學 |