統(tǒng)計力學的基本原理

　　由經(jīng)驗確定的熱力學定律描述的是由大量粒子構成體系的近似于可幾的行為，或者，更確切地說，熱力學定律表達的是這類體系的力學規(guī)律，對于這樣的系統(tǒng)，人們不具備足夠敏銳的感知能力來區(qū)別單粒子量級的物理量，也無法重復足夠多次實驗得到除*可幾結果之外的其他任何結果，統(tǒng)計力學原理適用于任意數(shù)目自由度的保守系統(tǒng)，并且是精確的，對于具有大量自由度的系統(tǒng)，或這類系統(tǒng)的極限情形，建立統(tǒng)計力學原理并不比確定近似定律更困難。情況恰恰相反，這是因為我們關注的焦點沒有因為所考慮系統(tǒng)的特殊性而從關鍵問題轉(zhuǎn)移開去，并且我們不應該滿足于那些被忽略的物理量及環(huán)境的影響在結果中也被認為是微不足道的。熱力學定律是統(tǒng)計力學原理的不完全表述，并且很容易從統(tǒng)計力學原理中得出。和經(jīng)驗定律的迅速演繹相比，這或許是理性熱力學進步緩慢的主要原因。必須補充的是，熱力學的理性基礎建立在力學的一個分支上，這一力學分支的基本概念和原理，以及典型運算，對學習力學的學生而言同樣感覺陌生。因此，我們堅信，研究和熱力學密切相關的力學基本概念及原理將更有助于清晰理解熱力學和理性力學的關系，并解釋所觀察現(xiàn)象的分子機理。

　　約西亞·威拉德·吉布斯（Josiah Willard Gibbs），美國著名理論物理學家、物理化學家。1839年2月11日生于美國康涅狄格州的紐黑文，1863年獲耶魯大學工程學博士學位，是美國一個工程學博士。1866-1869年吉布斯前往歐洲留學，回國后一直在耶魯大學執(zhí)教，1871年成為數(shù)學物理學教授，也是全美一個這一學科的教授。吉布斯早年對熱力學的發(fā)展做出了重要貢獻，他的工作使熱力學形成一個全面而嚴密的理論體系。1902年，他撰寫的《統(tǒng)計力學的基本原理》作為耶魯大學兩百周年紀念叢書之一出版，成為統(tǒng)計力學的經(jīng)典著作。朗道認為吉布斯“對統(tǒng)計力學給出了適用于任何宏觀物體的*徹底、*完整的形式”。吉布斯于1903年在紐黑文去世。毛俊雯，女，1969年生，1987年畢業(yè)于中國科學技術大學，獲學士學位，2006年獲浙江大學理學博士學位。現(xiàn)任湖州師范學院物理系教授，講授熱力學統(tǒng)計物理、理論物理等課程，關注低維系統(tǒng)和生命物質(zhì)中的非平衡統(tǒng)計物理問題，目前主要從事基因調(diào)控網(wǎng)絡的隨機動力學研究。