熵:一种片面的世界观

本文用辩证唯物主义的自然观和历史观批判了杰里米·里未金《熵:一种新的世界观》一书的基本观点,用客观事实和科学原理论证了熵定律仅是自然界发展的一个侧面的反映,熵的世界观是反辩证法的.     

统计热力学对“孤立体系熵增原理”的解释

本文用统计热力学基本理论，从平衡态与非平衡态两方面论证孤立体系熵增原理的正确性。     

封闭体系的熵产生原理

本文阐述封闭体系中的熵产生原理.据此原理说明封闭体系经历一个任意过程,体系的熵变等于熵流dSe和熵产生dSi之和.体系若经历一个不可逆过程必定产生熵,经历一可逆过程,熵产生等于零.把熵产生原理应用于封闭体系中的各种过程,可以判断过程的性质,它较Clau-sius不等式和孤立体系中的熵判据更为简便.     

物理熵与信息熵的辨证统一

从广义和狭义角度,论述了物理熵与信息熵的不同物理内涵,并根据熵研究的最新进展,提出并论证了二熵的辨证统一性.     

熵原理及其在生命和社会发展中的应用

熵是物理学中的一个重要基本物理概念。通过对克劳修斯熵、玻耳兹曼熵的讨论,得到熵的本质和孤立系统的熵增加原理,并把孤立系统的熵增加原理推广为开放系统的熵原理。指出熵和熵原理的应用早已超出了物理学的范畴,广泛应用于许多自然科学和社会科学。阐述了熵原理在生命科学、宇宙热寂说和社会发展观方面的重要应用,指出熵和熵原理有助于人们形成科学的世界观和价值观,做出科学决策。     

最大可能熵原理

定义了最大可能熵(PME)的新概念,并提出最大可能熵原理.仅对孤立的平衡系统而言PME才等于系统的熵(Sm=S),一般情况下PME总是大于系统的真实熵(Sm＞S).当一个非平衡开放系统的PME不管因为甚么原因增大时,它的信息和熵就能同时增加.例如,当一个系统的体积和能量增加时,其PME就增大,从而导致它的信息和熵可同时增加.最大可能熵原理建立在理论和近年提出的"熵界"上.由这个原理不但能推导出科学上已有结论,如黑洞无毛定理,还可用来解释宇宙中某些谜一样的问题,如整个宇宙的熵增大,同时地球上的生物却可以不断进化.     

二次熵和复杂性

本文通过引入由马柯夫熵构成的二次熵定义复杂性,将作者在以前工作中定义的复杂性推广至高维情形,并论证了这个定义的合理性.     

Tsallis最大熵原理及其逆问题

首先研究并证明了Tsallis最大熵和约束条件下的Tsallis最大熵原理;其次,针对最大熵方法的逆问题,讨论了贝叶斯参数估计理论中利用Tsallis最大熵原理确定参数的先验概率的逆问题;对于一些具体的概率分布,根据Tsallis最大熵原理,利用变分的方法,求解出使Tsallis熵达到最大值的约束条件.该类逆问题的解一般不是惟一的,其他分布情况也可按此方法得出。     

引力场是产生熵之源还是吸收熵之沟

首先对Penrose以及Bekenstein等人有关物质熵和熵的演化的基本论述作了扼要介绍,揭示出他们理论的核心论点是:确认Clausius熵增加原理是适用于宇宙物质一切演化过程的普适原理,把物质熵的增加方向规定为唯一(可观测)的时间箭头方向.进一步剖析了Penrose等人关于熵的演化理论中存在的基本矛盾,最后通过对正、负能谱系统中熵的演化理论的建立,有力地批驳了Penrose等关于熵和熵的演化理论中的错误论点,并对物质熵的具体演化过程进行了理论自恰的论述.     

热力学非线性区最小熵产生原理和热力学稳定性

经典的非平衡态热力学只能在热力学线性区证明最小熵产生原理,无法在非线性区证明该定理.将热力学熵平衡方程同动力学方程组结合,使最小熵产生原理能够在热力学非线性区得以证明,使之成为非平衡态热力学线性区和非线性区都成立的普遍原理.经典的非平衡态热力学超熵未包括宏观动力过程.必须引入广义动能修正超熵才能作为系统的Lyapounov稳定性函数.但是考虑了动力过程的理想流体负超熵可以直接作为系统的Lyapounov稳定性函数,而且证明导致系统不稳定的原因是流体宏观参数扰动同宏观过程相互作用的结果.对于环境流体这个Lyapounov稳定性判据是目前得到的普遍的稳定性判据.     

对热力学第二定律的补充

基于客观事实,对已经应用了三百多年的热力学第二定律的普适性提出质疑,论证了被热力学第二定律忽略了的自然过程存在的普遍性。在此基础上,提出了对热力学第二定律补充方案,进一步探讨了补充部分的现实意义。     

库仑定律和牛顿第二定律的理论推导

为了探讨从理论上导出库仑定律和牛顿第二定律的可能性，根据能量守恒定律，用变维分形方法改进库仑定律和牛顿第二定律，并给出同时推导改进的库仑定律及牛顿第二定律的方法和针对带电小球在带电球体的电场中沿长斜面滚下的实例。具体给出适用于实例的常维分形结果：改进的库仑定律(非平方反比库仑定律)为f＝kq1q2/r^1.99989，改进的牛顿第二定律为F＝ma^1.01458。     

卡诺定理和热力学第二定律须正确扩展

热力学是一门依靠大量科学实验的事实发展起来的近代科学学科.在19世纪经典热力学有过它的辉煌年代,曾经是当时科学发展的一个典范.卡诺定理和由此建立起来的经典热力学第二定律,其正确性不容任何形式的否定.但由于近百年的欠发展,如今热力学成为比较罕见的谬误相对集中的学术领域.当前对卡诺定理和经典热力学第二定律的否定,大体上可以分为两种：一种是比较直接的反对,或声称得到了第二类永动机;另一种是通过篡改或混淆热力学熵函数的定义,或利用根本不存在的＂麦克斯韦妖＂等（包括声称为＂证明热力学第二定律＂的形式）来进行否定.为驳斥谬误,通过一种改变内部热容的卡诺热机的详细描述,证明：卡诺定理和经典热力学第二定律不可能也不容否定.同时指明：它们必须正确地加以发展成为扩展卡诺定理和普适化热力学第二定律.     

热力学第二定律的成立条件与“热寂说”问题

从对热力学第二定律成立条件的分析以及基于现代科学知识对宇宙特征(不涉及有关宇宙有限与无限之争论)之论证,我们得出热力学第二定律不能应用于宇宙系统以及宇宙“热寂”是错误的结论。     

物理规律的协变性和可变性

应用牛顿第二定律和伽利略变化以及洛伦兹变化建立了相对论动力学基本方程，根据电磁场的麦克斯韦方程推出了交变电磁场的波动方程．然后，根据伽利略变换和洛伦兹变换以及参考系变化时物理规律数学表达形式变化的特性，详细分析了某些物理规律的协变性和可变性．结果表明：相对论动力学方程、质点系的动能定理、洛伦兹公式、交变电磁场的波动方程和麦克斯韦方程组具有协变性．而牛顿第二定律、机械能守恒定律、理想气体状态方程、玻意耳定律、盖吕萨克定律、查理定律、气体分子的麦克斯韦速度分布律、热力学第一定律、静电场的库仑定律和高斯定理以及环路定理、静磁场的毕奥-萨伐尔定律和高斯定理以及安培环路定理、德布罗意波长、薛定谔方程具有可变性．     

能量守恒定律为唯一源定律的新牛顿力学

根据真理只有一个的原则,提出能量守恒定律为唯一源定律的新牛顿力学。文中实例说明其他定律在一定条件下可能与能量守恒定律相矛盾。原有的牛顿三定律和万有引力定律,原则上均可以由能量守恒定律导出。文中通过物体自由下落的实例,应用能量守恒定律导出原有的牛顿第二定律,并且证明原有的万有引力定律与能量守恒定律无矛盾;通过小球沿斜面下落的实例（属于广义相对论无法解决的物体受迫在平直空间运动的情况）,应用能量守恒定律导出改进的万有引力公式和改进的牛顿第二定律。其他守恒定律,如动量守恒定律和动量矩守恒定律,是否可以应用均需经过能量守恒定律的检验。当原有的牛顿第二定律不成立时,动量守恒定律和动量矩守恒定律也不再成立;文中给出改进的动量守恒定律和改进的动量矩守恒定律的一般形式。在能量守恒定律暂时无法有效应用的情况下,新牛顿力学并不排斥根据其他理论或精确试验结果导出针对某些具体问题的定律和公式。例如,借助于广义相对论导出可以处理行星近日点进动问题和光线近日偏折问题的改进的牛顿万有引力公式。再如,根据精确试验结果,得出光线近日偏折问题的综合引力公式（包含其他天体和太阳光压等影响）。与原有牛顿力学不同,在新牛顿力学中,对于不同的问题,可能有不同的运动定律,不同的引力公式,以及不同的能量表达式。例如,对于小球沿斜面下落问题和行星近日点进动问题,两者的引力公式是完全不同的。     

力学规律的结构研究

在普通物理学的力学部分中，几个常用的定律和定量是：牛顿定律、动量定理、动量守恒定律、功能原理、机械能守恒定律等。它们反映了物体运动所遵循的基本规律，是解决力学问题的钥匙和原则。其中最基本的或最重要的是牛顿第二定律，其余各定律或定理都可以通过适当的转换而出来。本通过对牛顿第二定律的研究，找出力学基本规律的内在结构关系及各自成立条件，从而有利于正确灵活使用各定律、定理解决有关物理问题。     

熵增原理的物理本质

从不同的角度表述了热力学第二定律，体现了熵概念及相关理论的引入使热力学第二定律的内涵更为深刻。在此基础上，进一步分析了熵增原理的物理本质。     

Thermal vibration phenomenon of single phase lagging heat conduction and its thermodynamic basis

In the present work it is shown that the single phase lagging heat conduction not only avoids the infinite heat propagation speed assumed by the conventional Fourier law, but also complies with Galilean principle of relativity. Therefore it is more advantageous than the Cattaneo-Vernotte model. Based on the single-phase-lagging heat conduction model, the condition for the occurrence of thermal vibration of heat conduction is established. In order to resolve the contradiction that the thermal vibration violates the second law of thermodynamics, the extended irreversible thermodynamics is improved and a generalized entropy definition is introduced. In the framework of the newly-developed extended irreversible thermodynamics the thermal vibration phenomena are consistent with the second law of thermodynamics.     

热力学第二定律与熵变的宏观解释

讨论了热力学第二定律及其数学表达式熵、熵增加原理的宏观性质.