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

称为张量热力学力,它与流体内部的剪切效应相对应;式中的N(1)、ε(1)、Π(1)、j(1)μ、q(1)μ、Π(1)μν称为一阶耗散项,它们都可以表达为热力学力的线性组合,这样的关系式称为本构关系其中,称为动理系数。这些本构关系对应着一阶耗散项对热力学力的线性响应。容易看出三种热力学平衡态定义的等价...

从物理学角度阐述:为什么诺贝尔物理学奖颁给Hinton,没有错

1985年,GeoffreyHinton等人提出了玻尔兹曼机,其名称源自物理学家LudwigC,他在热力学和统计力学中提出了著名的玻尔兹曼分布BoltzmannDistribution(Hinton&Sejnowski,1986)。玻尔兹曼分布的核心思想是系统倾向于朝能量较低的状态演化,每个状态的概率由其能量决定。玻尔兹曼机是一种基于能量模型的随机神经网络,由神经...

黑洞发烧友必看!揭秘宇宙最神秘力量,霍金等大师硬核科普

DS：熵增意味着任何有序的事物随时间流逝而变得较混乱无序的倾向——打个比方，就像整齐垒着的砖头形成一堵墙（低熵），随着时间流逝，这堵墙最终将变成一堆杂乱的尘埃（高熵）。而这个从有序到混乱的过程可由热力学第二定律来描述。虽然熵和事件视界面积之间存在明显的联系，但面积怎么会和黑洞本身的熵等同，对...

量子力学里表明“意识导致波函数坍缩”,这里的“意识”指什么?

1949年,德国物理学家约尔丹提出了一种热力学的解释。他认为,波函数的坍缩并非源自观测者的意识,而是一个真实的宏观物理过程。在他看来,微观粒子在测量过程中最终会留下宏观的痕迹,而这一过程是不可逆的,因此坍缩的本质应当是一种热力学不可逆过程。随后,路德维希在20世纪50年代发展了约尔丹的理论,认为测量仪器是一...

心智的热力学:理解大脑层级结构的新框架

与其他方法不同,心智热力学框架可以直接量化任何大脑状态的层级结构,并帮助我们理解产生这种层级结构的机制(www.e993.com)2024年11月15日。这已经揭示了认知和大脑状态之间重要差异,这是其他方法未能做到的。鉴于通过不同的不可逆性度量都可描述层级结构的复杂性,这意味着有多种方式可以实施心智的热力学框架。最直接的实施方法是直接从时空全脑数据...

关于热力学的几点新视角下的思考

对热力学的理解，以及热力学要素的补充，是一个循序渐进的过程，这包括汤姆孙1852年造了内能(internalenergy)一词，兰肯(WilliamRankine，1820—1872)1853年造了势能一词，1854年使用热力学函数(thermodynamicfunction)的概念。内能是热力学势函数，这是理解热力学的核心。1869年，马修(Fran??oisMassieu，1832—...

热力学与量子力学在21世纪重新相遇

在朗道的唯象理论中,自由能是热力学的核心物理量,所有系统都要向自由能最小的状态演化,正如力学系统总会选择作用量最小的运动路径一样。而自由能是温度的函数,只要能准确测量自由能,温度的确定就是题中应有之义。自由能是刻画热平衡状态的特性函数,按照导出经典涨落—耗散定理的惯例,我们需要找到一个能将平衡态与...

热力学是一个尚为充分开垦的领域

原子弹和氢弹就是非平衡态热力学实际应用的成功例子；在国内，“九次计算“之后周光召先生巧用“最大功原理”定乾坤使用的就是非平衡态热力学！可以说，几乎所有的流体力学的实际应用，都有非平衡态热力学的功劳。刘全慧教授“热力学经典教科书”系列相关文章：作为作者刘全慧教授的其它文章：讨论文章:作为编委刘全慧教...

热力学经典教科书中一个现象级的错误

磁介质的热力学部分有一个非常精彩的结果,简单而深刻。三小步就可以推出这个结果。第一步,从热力学基本方程出发,dU=TdS-pdV+μ0Hdm(1)其中T,S,p,V分别为温度,熵,压强和体积,m=VM为总磁矩,H为磁场强度,μ0为真空磁导率。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...