有什么看似违反热力学第二定律的物理现象?

董玉龙:非平衡统计物理2——熵、耗散函数BrownianCarnotengine

从达尔文动力学涌现的随机动力学等式和稳态热力学

达尔文动力学中出现的两个最重要的概念是费舍尔的自然选择基本定理[5],它将变异与进化中达到最佳值的速度联系起来,以及赖特的适应景观[6],它将最终选择描述为巨大基因空间中景观的势函数。如今,数学在这一领域的应用可与任何数学上复杂的自然科学领域相媲美。达尔文动力学是一种真正的非平衡随机动力学理论,它支配着...

相对论宏观系统中的热力学平衡态

从上述本构关系式中N(1)、ε(1)的表达式也可以看出它们与零阶背景n(0),ε(0)的区别:一阶修正项依赖于热力学力,而代表局部平衡的零阶背景值则与热力学力无关。热力学压强P与动力学压强Π(1)之间也有类似的区别。热力学平衡态下所有热力学力为零。特别地,将矢量热力学力为零的条件改用温度T...

从物理学角度阐述:为什么诺贝尔物理学奖颁给Hinton,没有错

这一方法论的革新,使得物理学家能够利用统计平均的方法处理微观和宏观之间的关系,为统计力学和热力学的发展铺平了道路(Uffink,2001)。玻尔兹曼分布与能量最小化理论在19世纪70年代和80年代,奥地利物理学家路德维希·玻尔兹曼(LudwigBoltzmann)发表了一系列开创性的论文,奠定了统计力学的基本概念。他通过研究微观粒子...

心智的热力学:理解大脑层级结构的新框架

层级结构是所有生命系统的组织原则[25]。可以通过采用热力学方法将生物系统建模为物理系统来对其进行理解。在最广泛的抽象概念中,这些系统是显示自组织行为的热力学开放系统。耗散结构之间的集合-子集关系可以用跨时空尺度的层级结构来描述。但是,正如Hilgetag和Goulas的综述所展示的那样[26],这种分析的严谨性尚未应用...

从热力学第二定律到第四定律:关于物理、生命、信息、认知的大统一...

图3.贝纳德(Benard)对流实验的两个时间切片展示了一种粘性液体,其被置于底部均匀热源(source)和顶部冷空气(热汇(sink))之间(www.e993.com)2024年11月15日。两者的温差产生了一个具有热力学力F的势。当F低于临界阈值时,系统(a)处于无序或'玻尔兹曼状态',热量通过分子的无序碰撞流动,宏观状态看起来是同质的(homogeneous)。相较之下,(b)...

热力学与量子力学在21世纪重新相遇

乍一看,Jarzynski等式与经典热力学中自由能与做功最小值的关系有相似之处,然而经典热力学的自由能需要在近平衡状态讨论,以确保整个过程可逆。Jarzynski等式对可逆性不做要求,任意偏离的平衡态原则上都是允许的。当然,e指数必然会放大实验测量时的误差,导致某些反向做功的路径影响更加显著。

热力学经典教科书中一个现象级的错误

第二步,施行勒让德变换把内能U换成吉布斯函数G=U-TS+pV-μ0Hm,取吉布斯函数的微分,得dG=-SdT+Vdp-μ0mdH(2)第三步,由于G对p和H的二阶导数具有次序无关性,有如下(麦克斯韦)关系(3)等式的左边是磁致伸缩,右边是压磁效应。热力学把这两个不同的效应联系起来了。这是何等神奇!每次讲到这个地方,...

马尔可夫毯、信息几何和随机热力学

对于任意函数,这可以用来推导主波动定理[28]:对于的不同选择,或者对于共轭动态的不同选择,方程(4.6)可以用来推导支撑随机热力学的波动定理。对于感兴趣的读者,Seifert[28]对这个主题进行了全面的讨论。在这里,我们专注于由方程(2.6)的双重信息几何性质而产生的波动定理。如果我们选择,并设置共轭动态为那些已知当前...

11个多元思维模型带你开启全新认知

01、熵和热力学熵熵是一个物理概念,在物理学中,它用来描述系统“内在的混乱程度”。熵代表混乱,熵越小越有序,熵越大越混乱熵增定律是热力学定律,它描述了在一个封闭系统中,熵(即系统的混乱程度)只能增加或保持不变,而不能减少。这意味着,系统中的热量、能量等资源只能从高温物体流向低温物体,而不能反向...