统计力学的基本原理

　　约西亚·威拉德·吉布斯（Josiah Willard Gibbs），美国著名理论物理学家、物理化学家。1839年2月11日生于美国康涅狄格州的纽黑文，1863年获耶鲁大学工程学博士学位，是美国一个工程学博士。1866-1869年吉布斯前往欧洲留学，回国后一直在耶鲁大学执教，1871年成为数学物理学教授，也是全美一个这一学科的教授。吉布斯早年对热力学的发展做出了重要贡献，他的工作使热力学形成一个全面而严密的理论体系。1902年，他撰写的《统计力学的基本原理》作为耶鲁大学两百周年纪念丛书之一出版，成为统计力学的经典著作。朗道认为吉布斯“对统计力学给出了适用于任何宏观物体的*彻底、*完整的形式”。吉布斯于1903年在纽黑文去世。毛俊雯，女，1969年生，1987年毕业于中国科学技术大学，获学士学位，2006年获浙江大学理学博士学位。现任湖州师范学院物理系教授，讲授热力学统计物理、理论物理等课程，关注低维系统和生命物质中的非平衡统计物理问题，目前主要从事基因调控网络的随机动力学研究。

由经验确定的热力学定律描述的是由大量粒子构成体系的近似于可几的行为，或者，更确切地说，热力学定律表达的是这类体系的力学规律，对于这样的系统，人们不具备足够敏锐的感知能力来区别单粒子量级的物理量，也无法重复足够多次实验得到除*可几结果之外的其他任何结果，统计力学原理适用于任意数目自由度的保守系统，并且是精确的，对于具有大量自由度的系统，或这类系统的极限情形，建立统计力学原理并不比确定近似定律更困难。情况恰恰相反，这是因为我们关注的焦点没有因为所考虑系统的特殊性而从关键问题转移开去，并且我们不应该满足于那些被忽略的物理量及环境的影响在结果中也被认为是微不足道的。热力学定律是统计力学原理的不完全表述，并且很容易从统计力学原理中得出。和经验定律的迅速演绎相比，这或许是理性热力学进步缓慢的主要原因。必须补充的是，热力学的理性基础建立在力学的一个分支上，这一力学分支的基本概念和原理，以及典型运算，对学习力学的学生而言同样感觉陌生。因此，我们坚信，研究和热力学密切相关的力学基本概念及原理将更有助于清晰理解热力学和理性力学的关系，并解释所观察现象的分子机理。