邢红军

(首都师范大学教师教育学院，北京 100048)

在热力学乃至整个物理学中，熵都称得上是一个很重要的物理概念.它对于透彻理解和深入掌握热力学第二定律，甚至是了解物质世界的演化过程都有着非常重要的作用.由于熵的概念比较抽象，一直以难懂而闻名于世.美国著名物理学家P.W.Atkin也说：科学对解放人类精神的贡献没有任何部分像热力学第二定律那样大，同时科学的其他部分也几乎没有这样高深莫测.”他称熵是“永远难以透彻了解的.”可见熵的概念确实是不易理解的，对初学者尤其如此.

为了确切了解熵的定义和深入理解熵的物理意义，本文先对熵的定义与熵的物理意义研究现状进行综述，而后在对熵的研究过程中，采用“两步走”的方法，即把熵的定义的研究与熵的物理意义的研究分开，避免将二者混在一起进行研究.先从“能量分布”的角度研究熵的定义，而后再从“能量做功”的角度研究熵的物理意义.

1 “熵”的定义与熵的物理意义研究现状

自克劳修斯提出熵这一概念后,150多年来,“熵问题的讨论已波及信息论、控制论、概率论、天体物理、宇宙论、生命与社会等多个不同领域．由于自然界存在的复杂性,使熵的定义出现了极大的混乱,各种议论概念含糊、问题矛盾多多．[2]”究其原因,正是对经典热力学中“熵”的定义缺乏准确理解所致．

对于熵的理解,只从微观层次上解释熵对于人们认识熵的物理本质还是不够的．著名物……