溯源探幽:熵的世界

冯端

出版时间

2004-12-31

ISBN

9787030155481

评分

★★★★★
书籍介绍
翻开这本书之前,多数人以为它讲的是“混乱程度”的度量;读下去才发现,作者冯端真正想说的是:自然定律常常以“不可能”的姿态出现。永动机不可能、绝对零度不可达、光速不可逾越——这些否定式陈述非但不消极,反而孕育出热力学、相对论与量子力学。全书正是沿着这条“从不可能到发现”的线索,把熵从蒸汽机的效率追问,一直带到时间之矢、生命与不可逆。它不满足于通俗科普的浅尝辄止,也非教科书式的条目罗列,而是让读者在卡诺、玻耳兹曼、吉布斯之间,看见概念如何在争论与佯谬中诞生。适合愿意被“艰深”考验、又渴望在物理背后读出哲理的读者;若只求轻松消遣,或许会感到吃力。
作者简介
冯端,1923年6月11日生于江苏苏州,原籍浙江绍兴。1946年中央大学物理系毕业后留校任物理系助教。1949年起历任南京大学物理系助教、讲师、副教授,1978年任教授。1984-1988年任南京大学研究生院院长,1986-1995年任固体微结构物理国家重点实验室主任,兼学术委员会主任迄今。1991-1995年任中国物理学会理事长,1992-1996年任国家科委攀登计划项目“纳米材料科学”首席科学家,1980年当选为中国科学院院士(学部委员),1993年当选为第三世界科学院院士。 冯端在凝聚态物理领域特别是晶体缺陷研究方面做了大量开拓性的工作,澄清了金属和氧化物晶体中缺陷的组态和起源,开辟了非线性光学晶体微结构化新领域,首次观测到铁电相变中的微畴结构和铌酸锂晶体非公度相变中公席错的结构及其演变。他为推动中国凝聚态物理的研究和发展起到了重要作用。 冯端60年代初即选择体心立方结构的难熔金属为突破口,采用浮区区熔法显示位错的技术,澄清了体心立方金属中位错的类型及其组态等问题。1978年后,又以在激光技术中获得重要应用的复杂氧化物单晶体为对象,采用多种实验手段,如浸蚀法、应力双折射貌相术、X射 线貌相术、电子显微镜衍衬像及高分辨率像等观测技术,对这些晶体中的位错、畴界、生长 条纹、生长区界面、包裹体等缺陷的类型、分布进行研究,并追溯其生长和相变中的起源和探索其可能的物理效应。 基于对铌酸锂等晶体铁电畴深入研究,掌握了制备具有周期性畴结构的晶体生长技术,冯端于1980年制备了周期为微米量级的聚片多畴铌酸锂晶体,在实验上首次全面验证了诺贝尔奖得主布鲁姆伯根(N.Bloembergen)关于非线性光学的准位相匹配理论,实现了铌酸锂晶体的倍频增强效应,从而在国际上领先开拓了非线性光学晶体微结构化这一新领域。随后,又在不能位相匹配的钽酸锂晶体中实现了准位相匹配,并研究了周期畴结构的形成机制。1996年4月中美“用于非线性光学及相关领域的微结构晶体”学术会议在南京召开,表明国际上已承认他的领先工作。 这些科研成果使冯端多次获得国家奖励,其中包括1982年国家自然科学奖二等奖(排名第一),1995年国家自然科学奖三等奖(排名第五)及1996年何梁何利科技进步奖(物理)。
AI导读
核心看点
  • 本书由中科院院士冯端撰写,系统梳理熵从热力学第二定律到统计物理、信息论的演变历程。内容涵盖卡诺循环、玻尔兹曼统计、耗散结构等硬核物理概念,深入剖析熵增原理在宇宙演化、生命起源及时间箭头中的根本性作用,揭示无序与有序转化的深层物理机制。
  • 书中不仅探讨熵的物理定义,更将其延伸至化学势、软物质、蛋白质折叠及气象预测等领域。作者通过严谨的逻辑推导,阐明不可逆过程对生命存在的必要性,以及负熵在维持生命秩序中的关键角色,展现了物理学概念在自然科学全领域的普适性与深刻哲理。
  • 作为科学出版社出版的学术性科普读物,本书兼具历史回顾与理论深度。它详细记录了科学史上关于熵的学术争论与突破,如吉布斯佯谬的解决、昂萨格倒易关系的建立等。读者可从中了解科学概念如何在证伪与修正中完善,感受科学探索的曲折与严谨,提升对自然规律本质的认知。
读者共识
  • 读者普遍认为本书内容极其艰深,远超一般科普读物范畴。多数反馈指出其公式繁多、逻辑复杂,阅读门槛极高,甚至被评价为“教材缩水版”或“伪科普”。尽管作者为权威院士,但普通读者难以消化其中内容,建议仅作为专业参考书查阅,不推荐无物理基础者尝试通读,以免产生挫败感。
  • 尽管阅读体验艰难,但认可其学术价值与思想深度。部分读者表示,若能克服难度,书中关于熵与信息、生命、时间箭头的论述极具启发性,展现了物理学与哲学交融的魅力。有读者指出,书中关于不可逆性与生命关系的讨论令人震撼,认为其提供了理解宇宙演化与生命本质的独特视角,具有不可替代的思想价值。
  • 批评其缺乏通俗性与趣味性,不符合大众阅读习惯。大量评论指出,本书未能将深奥理论转化为通俗易懂的语言,缺乏生动案例与生活联系,导致可读性差。有读者明确表示“看不懂”、“太枯燥”,并警告其他读者不要将其作为入门书。这种负面反馈主要集中在书籍定位偏差,即试图用学术语言向大众普及高深理论,结果两头不讨好。
精彩摘录
  • "</原文结束>不可逆性在生命过程中具有重要的意义,甚至可以这样说,没有不可逆过程就不可能有生命。<原文开始>"
  • "讨论热力学问题的时候,常常明确地表述某一种“转变”是不可能的这种“否定式”的叙述方法。例如“永动机不可能”;“任何机器都不可能具有大于1的效率”;“没有两个热源的热机是不可能工作的”;以后还会遇到“绝对零度是不可能达到的”;……这些对于“不可能性”的陈述,包含了意义深远的概念的创新和一系列自然规律的发现。 这种否定式的陈述方式,并不仅限于热力学范围,在其他的经典物理和量子物理之中,也往往出现,例如,相对论中,光速的不可逾越性;量子统计中,粒子的不可区分性;量子力学的不可能同时测准一个粒子的位置和动量,都是突出的例证。 表面上看,“不可能性”标志了一种“负”的因素,似乎和“人定胜天”的论断有矛盾"
  • "爱因斯坦考虑的出发点在于悬浮微粒不断地受到液体中各方向来的分子撞击,若某一瞬间在某一方面撞击数超过了其他方面,就会引起微粒沿某一方向产生位移。这种不平衡作用力大小和方向都是涨落不定的。因而驱使了微粒做无规的运动。微粒的位移x和粒子数的密度都可以遵循涨落理论的高斯分布。"
  • "关系式将宏观的扩散系数和微粒运动参量的关系明确地联系在一起,这是爱因斯坦奇迹之年(1905年)的三项重要的物理学工作之一。"
目录
前言
第一章 缘起——蒸汽机带来的学问
来自实践——瓦特与蒸汽机
当务之急——提高蒸汽机效率
理想化入手——卡诺的贡献

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用户评论
时间可能是我们对于全局微观状态无知的一种错觉。
2008.作为科普类读物还不够通俗易懂,与现实生活结合的还不够。
号称科普实则教材缩水版。。。。
曾经物理满分的我,发现已经看不懂物理了
科普来说,明显太艰深了。
应该说我的智力还没达到理解本书的下限,只是看了,但没懂,短时间也可能不懂!但记住了一条:时间的不可逆。自发的过程都是指向高熵的,也是不可逆的!
全部理解可以考研物化+20分
不是那么有趣
名为科普的教材……初中看的时候差点人都看傻了,但高中物理选做题因此能很快速地做。在高中教材上看到了这本书里的一句话(虽说引用的是这本书旧版的内容,但两版这一句是没变的),好像是“立一个纪念碑纪念为探索永动机而失败的人”啥的,那会儿还是很惊喜的。现在大学了,下个学期学热力学,大概又能把这本书翻出来看看。
教材的属性多一些,而且可以看到那时代特有的社会主义物理的影子,比如经常引用恩格斯的话2333
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