- 相關(guān)推薦
熱力學(xué)定律與科學(xué)理論的方法
熱力學(xué)定律與科學(xué)理論的方法
志勰
熱力學(xué)第2定律的建立與能量守恒定律的建立有1定的淵源,它是在能量守恒定律建立之后,在探討熱力學(xué)的宏觀過(guò)程中而得出的1個(gè)重要的結(jié)論。
自能量守恒定律建立之后,大概在109世紀(jì)510年代左右克勞修斯和開(kāi)爾文幾乎同時(shí)發(fā)現(xiàn)熱力學(xué)第2定律,他們把能量守恒定律在熱力學(xué)的應(yīng)用當(dāng)作熱力學(xué)第1定律。熱力學(xué)第2定律同熱力學(xué)第1定律1樣也是同時(shí)有多人幾乎在同1個(gè)時(shí)期同時(shí)發(fā)現(xiàn)的。比較有代表性的有如下幾種描述方式:
不可能使熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其它變化。(克勞修斯 1850)
不可能從單1熱源吸取熱量,使之完全變成有用功而不產(chǎn)生其它影響。(威廉.湯姆生)
不可能制造第2類(lèi)永動(dòng)機(jī)(普朗克)
孤立系統(tǒng)中實(shí)際發(fā)生的過(guò)程總要使系統(tǒng)的熵增加。
如上幾種方法所描述的1個(gè)事實(shí)是:1切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過(guò)程都是不可逆的。
《簡(jiǎn)明物理學(xué)辭典》
如上的這幾種表示形式在現(xiàn)今看來(lái),是很平常不過(guò)了。但在當(dāng)時(shí)的時(shí)代卻遠(yuǎn)非今天這樣容易理解。這是因?yàn)樵?百多年以前,人們對(duì)永動(dòng)機(jī)的努力不能使其制造成功。人們不能理解熱量和作功產(chǎn)生熱量的具體關(guān)系,當(dāng)然既使到現(xiàn)在即使在科學(xué)界有相當(dāng)1部分人們?nèi)匀话阉?dāng)作1種想當(dāng)然的東西來(lái)理解,對(duì)做工和熱量間確切的轉(zhuǎn)化途徑不是很清楚。(關(guān)于摩擦生熱和熱機(jī)熱能和動(dòng)能間的轉(zhuǎn)化途徑,在機(jī)械運(yùn)動(dòng)的能量體系中有這方面的嘗試,您可參見(jiàn)本站中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的能量體系中的內(nèi)容)
眾所周知,能量守恒定律和熱力學(xué)定律的創(chuàng)生的時(shí)代,也是熱學(xué)創(chuàng)生的時(shí)代。從人們對(duì)熱的看法上,正是從熱質(zhì)學(xué)說(shuō)到熱的唯象學(xué)說(shuō)到熱的唯動(dòng)學(xué)說(shuō)逐漸過(guò)渡的時(shí)期。同時(shí),也是由定性逐漸到定量使其科學(xué)的過(guò)渡。對(duì)于熱的描述,人們?cè)谑蛊渲饾u的由定性到數(shù)理邏輯到試驗(yàn)的對(duì)應(yīng),這1時(shí)期,從科學(xué)方法上人們已經(jīng)開(kāi)始對(duì)物質(zhì)世界中不同能量間的關(guān)系進(jìn)行定量,從機(jī)械運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域到電學(xué)領(lǐng)域、光學(xué)領(lǐng)域、從宏觀到微觀等科學(xué)的個(gè)個(gè)領(lǐng)域,都獲得了前所未有的發(fā)展。但是,值得1提的是,此1段時(shí)間的科學(xué)方法趨向與試驗(yàn)與數(shù)理邏輯的對(duì)應(yīng),采用試驗(yàn)作為檢驗(yàn)數(shù)理邏輯的唯1標(biāo)準(zhǔn),這樣的方法1直堅(jiān)持到現(xiàn)今的科學(xué)判定上。這得自于這種科學(xué)方法使人們對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)獲得了非常巨大的進(jìn)展。我們現(xiàn)有的1些科學(xué)觀念也來(lái)源于此,如能量守恒定律,甚至量子學(xué)科中的大部分概念等?傊锢淼目茖W(xué)方法對(duì)現(xiàn)代物理的影響是非常巨大的。
科學(xué)對(duì)于物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)存在這樣兩種觀念,1種觀念是人類(lèi)對(duì)物質(zhì)世界運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律的應(yīng)用。這樣的前提是人類(lèi)生活中物質(zhì)生產(chǎn)的發(fā)展,這樣可以開(kāi)拓人類(lèi)創(chuàng)造財(cái)富的能力,這是導(dǎo)致近代科學(xué)發(fā)展的最直接的動(dòng)力。另1種觀念是人類(lèi)對(duì)物質(zhì)世界本身的認(rèn)識(shí),強(qiáng)調(diào)物質(zhì)世界的本體,強(qiáng)調(diào)人們對(duì)物質(zhì)世界的真實(shí)的理解,即以物質(zhì)世界為真的前提。兩種科學(xué)概念都會(huì)導(dǎo)致人類(lèi)對(duì)物質(zhì)世界的開(kāi)拓,但是,在某種意義上來(lái)說(shuō),前者比后者更易被人們接受。兩者對(duì)物質(zhì)世界的本意是相同的,后者比前者更易使科學(xué)獲得發(fā)展。
熱力學(xué)定律無(wú)疑是前者,當(dāng)然,包括熱力學(xué)3定律。熱力學(xué)第1定律和能量守恒定律在對(duì)物理規(guī)律的描述上,兩者具有等效性。熱力學(xué)第2定律實(shí)際上所描述的是大量的微觀粒子趨向于無(wú)序的描述。這樣1個(gè)過(guò)程的發(fā)生從任何1個(gè)角度來(lái)說(shuō),都不會(huì)是1個(gè)可逆的過(guò)程。這樣1個(gè)規(guī)律在人類(lèi)理解物質(zhì)世界的過(guò)程中到底起過(guò)什么樣的作用呢,我想,這樣1個(gè)描述過(guò)程并不能給與我們對(duì)微觀物質(zhì)世界的理解提過(guò)更進(jìn)1步的東西。它的意義除了提供給我們1種數(shù)理關(guān)系所描述的狀態(tài)之外,并不能提供給我們什么。如比較有代表性的“宇宙的熱寂說(shuō)”我們依據(jù)普通的物質(zhì)原理的推測(cè),仍然會(huì)得到相類(lèi)似的結(jié)論。如對(duì)宇宙天體的觀測(cè)。但是,物質(zhì)世界的存在在宏觀上并不以人類(lèi)的決定而發(fā)生改變。我們所得到的結(jié)論對(duì)于物質(zhì)世界而言也許是暫時(shí)的1個(gè)小小的規(guī)律,我們所接觸的宇宙是很有限的。
將某種規(guī)律進(jìn)行擴(kuò)展成了近代物理學(xué)科學(xué)發(fā)展的普遍現(xiàn)象,有代表意義的如:相對(duì)論、量子論,當(dāng)然熱力學(xué)定律也是非常有代表意義的1個(gè)。對(duì)這樣1種科學(xué)的發(fā)展模式,我個(gè)人并不持樂(lè)觀態(tài)度,盡管作為1種科學(xué)嘗試是無(wú)可非議的,1些理論也獲得了非常巨大的成功,甚至1些理論已經(jīng)成為當(dāng)今對(duì)科學(xué)發(fā)展認(rèn)識(shí)的主流。
建立某種數(shù)理邏輯對(duì)整體的科學(xué)進(jìn)行統(tǒng)1的解釋?zhuān)?10世紀(jì)科學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了很多這樣的嘗試,提到科學(xué)臺(tái)面上的解釋就有不少如宇宙玄理論、夸克理論等等,在建立這樣理論的同時(shí),我想嘗試者們是否考慮過(guò)從物理學(xué)的基本概念著手,如果物理世界是統(tǒng)1的話,那么任何1個(gè)物理概念都和物質(zhì)世界的本身存在千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系,物理概念本身的邏輯就是物質(zhì)世界的原理。除非物質(zhì)世界不是統(tǒng)1的。那么,我們也無(wú)須化費(fèi)太大的精力去建立統(tǒng)1的理論。
我個(gè)人認(rèn)為,現(xiàn)代物理基本概念的定義體系存在問(wèn)題。主要是能量的定義所導(dǎo)致的對(duì)物理其它概念的定義;谶@樣1種定義在對(duì)物理其它概念的外延上,尤其是才有數(shù)理邏輯作為科學(xué)探索的工具,科學(xué)所向前延伸的不是物質(zhì)世界的本體,而是建立在某種數(shù)理邏輯上的以數(shù)理邏輯為主體的物理關(guān)系。這樣的對(duì)物質(zhì)世界的理解不是物理的本身。
另外,對(duì)于熱力學(xué)定律我想在提1下,能量本身概念的錯(cuò)誤直接導(dǎo)致熱力學(xué)第2定律沒(méi)有任何意義,同時(shí)熱力學(xué)第3定律所描述的僅僅是物質(zhì)的某種狀態(tài)不能達(dá)到。如果由于能量的定義而導(dǎo)致溫度的定義本身存在失誤,那么熱力學(xué)第3定律所描述的也不具有任何意義。(對(duì)此,您可以參見(jiàn)最近更新中4.6日中溫度的概念)熱力學(xué)第1定律我就不用再說(shuō)了,本站建立最初3個(gè)月的時(shí)間里所放的觀點(diǎn)都是說(shuō)明此1問(wèn)題的。
(如果本文中存在什么問(wèn)題,或者本站中有任何的問(wèn)題,歡迎您告訴我)
【熱力學(xué)定律與科學(xué)理論的方法】相關(guān)文章:
天然氣冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)熱力學(xué)分析06-01
引力神話的根源解釋?xiě)T性力學(xué)三定律02-23
積累資料的方法06-14
方法、思路與問(wèn)題06-01
藝術(shù)的方法論文06-02
論文發(fā)表技巧及投稿方法09-01
科技論文寫(xiě)作方法04-27
科技論文寫(xiě)作方法11-03