統(tǒng)計(jì)力學(xué)的基本原理

　　由經(jīng)驗(yàn)確定的熱力學(xué)定律描述的是由大量粒子構(gòu)成體系的近似于可幾的行為，或者，更確切地說(shuō)，熱力學(xué)定律表達(dá)的是這類體系的力學(xué)規(guī)律，對(duì)于這樣的系統(tǒng)，人們不具備足夠敏銳的感知能力來(lái)區(qū)別單粒子量級(jí)的物理量，也無(wú)法重復(fù)足夠多次實(shí)驗(yàn)得到除*可幾結(jié)果之外的其他任何結(jié)果，統(tǒng)計(jì)力學(xué)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(duì)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(jì)力學(xué)原理并不比確定近似定律更困難。情況恰恰相反，這是因?yàn)槲覀冴P(guān)注的焦點(diǎn)沒(méi)有因?yàn)樗紤]系統(tǒng)的特殊性而從關(guān)鍵問(wèn)題轉(zhuǎn)移開(kāi)去，并且我們不應(yīng)該滿足于那些被忽略的物理量及環(huán)境的影響在結(jié)果中也被認(rèn)為是微不足道的。熱力學(xué)定律是統(tǒng)計(jì)力學(xué)原理的不完全表述，并且很容易從統(tǒng)計(jì)力學(xué)原理中得出。和經(jīng)驗(yàn)定律的迅速演繹相比，這或許是理性熱力學(xué)進(jìn)步緩慢的主要原因。必須補(bǔ)充的是，熱力學(xué)的理性基礎(chǔ)建立在力學(xué)的一個(gè)分支上，這一力學(xué)分支的基本概念和原理，以及典型運(yùn)算，對(duì)學(xué)習(xí)力學(xué)的學(xué)生而言同樣感覺(jué)陌生。因此，我們堅(jiān)信，研究和熱力學(xué)密切相關(guān)的力學(xué)基本概念及原理將更有助于清晰理解熱力學(xué)和理性力學(xué)的關(guān)系，并解釋所觀察現(xiàn)象的分子機(jī)理。

　　約西亞·威拉德·吉布斯（Josiah Willard Gibbs），美國(guó)著名理論物理學(xué)家、物理化學(xué)家。1839年2月11日生于美國(guó)康涅狄格州的紐黑文，1863年獲耶魯大學(xué)工程學(xué)博士學(xué)位，是美國(guó)一個(gè)工程學(xué)博士。1866-1869年吉布斯前往歐洲留學(xué)，回國(guó)后一直在耶魯大學(xué)執(zhí)教，1871年成為數(shù)學(xué)物理學(xué)教授，也是全美一個(gè)這一學(xué)科的教授。吉布斯早年對(duì)熱力學(xué)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，他的工作使熱力學(xué)形成一個(gè)全面而嚴(yán)密的理論體系。1902年，他撰寫(xiě)的《統(tǒng)計(jì)力學(xué)的基本原理》作為耶魯大學(xué)兩百周年紀(jì)念叢書(shū)之一出版，成為統(tǒng)計(jì)力學(xué)的經(jīng)典著作。朗道認(rèn)為吉布斯“對(duì)統(tǒng)計(jì)力學(xué)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(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，獲學(xué)士學(xué)位，2006年獲浙江大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位。現(xiàn)任湖州師范學(xué)院物理系教授，講授熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理、理論物理等課程，關(guān)注低維系統(tǒng)和生命物質(zhì)中的非平衡統(tǒng)計(jì)物理問(wèn)題，目前主要從事基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的隨機(jī)動(dòng)力學(xué)研究。