非平衡态统计物理原理新进展

摘要

提出了一个新的非平衡态统计物理基本方程以取代现有的Ｌｉｏｕｖｉｌｌｅ方程，这就是６Ｎ维相空间反常Ｌａｎｇｅｖｉｎ方程或其等价的Ｌｉｏｕｖｉｌｌｅ扩散方程．这个方程是时间反演不对称的．它表明，统计热力学系统内的粒子运动形式同时具有漂移扩散二重性，统计热力学的运动规律虽受动力学制约，却不遵守Ｎｅｗｔｏｎ动力学方程，而其本质则是随机性的．粒子的随机扩散运动正是宏观不可逆性的微观起源．由这个基本方程出发，求得了ＢＢＧＫＹ扩散方程链，推导出了流体力学方程，如质量漂移扩散方程、Ｎａｉｖｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程和热导方程，实现了微观、动理学和流体力学三层次方程的统一．进而建立了Ｇｉｂｂｓ和Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ非平衡嫡密度随时空变化的非线性演化方程，预言了熵扩散的存在．它指明，非平衡嫡密度的变化是由漂移、扩散和产生三者引起的。熵产生是熵增加定律的体现，熵扩散则支配着系统趋向平衡．所有这些结果都是严格统一从新的基本方程推导出的，未增补任何假设．综述了上述思想、方法和主要结果，并简介了国际上有关非平衡态统计物理原理方面的新进展．