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(shí),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(xué)上,這是于個(gè)等容過程,dQ=TdS。在dQ固定時(shí),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(xiàn)就是這樣定義熵的。
從歷史追蹤來看,可以認(rèn)為“地熵”的概念接近于熱力學(xué)的熵概念。事實(shí)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(shí)際上是溫度的等價(jià)概念。
中醫(yī)對物質(zhì)的分類實(shí)質(zhì)上采用“涼性的”代指熵變化慢的物質(zhì)(土話,幾把火還都燒不熱),用“熱性的”代指熵變化快的物質(zhì)(土話,小半把火就燒熱了),而“中性的”實(shí)際上是參考物質(zhì)(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(xué)概念之難也可由此而得以“洞見一二”。
歷史上,當(dāng)學(xué)者們看到dQ=TdS, dW=PdV 時(shí),有多少學(xué)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(yīng)性。
由于對于液體氣體,近似的有實(shí)驗(yàn)關(guān)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(gè)關(guān)系,就熱力學(xué)思想史來看,導(dǎo)向了熵的形式定義:S=kln(Z) ,以及 TS=LQ。
熱力學(xué)的基本理論實(shí)質(zhì)上是在定性及定量關(guān)系上的形式推理(邏輯性結(jié)論)。
現(xiàn)代熱力學(xué)研究試圖擺脫這個(gè)已經(jīng)普及的理論框架。如,統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)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(chǔ)理論界(含數(shù)學(xué)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(shí)上受困于牛頓力學(xué)的科學(xué)概念:客觀物理量是可測的。從而可以實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。
統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的熵不滿足這個(gè)實(shí)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(jì)熱力學(xué)熵的等價(jià),只有幾何熵被看成是有希望實(shí)際測量的。
數(shù)學(xué)界就幾何熵的研究很熱,但是熱力學(xué)家不屑一顧。而工程界就慘了,只有用經(jīng)典的熱力學(xué)理論去研究。繞來繞去,不知道實(shí)質(zhì)上起點(diǎn)為何,也不知到可以到達(dá)的終點(diǎn)在那。你方唱罷我等場。
有少數(shù)熱力學(xué)家試圖把幾何熵應(yīng)用于熱力學(xué)問題,被幾何熵的數(shù)學(xué)家批的一塌糊涂。就我這個(gè)旁觀者看,無非是各自認(rèn)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(xué)整體性的利器,從而間接的成為科學(xué)進(jìn)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(xué) |