今天讀的是一些比較復(fù)雜的東西，我理解的不太好，講出來(lái)也比較困難。。。不過(guò)有一些我理解過(guò)的東西講起來(lái)會(huì)比較輕松＋愉悅，應(yīng)該不會(huì)讓你覺(jué)得像在看天書(shū)。
昨天講到，對(duì)“機(jī)遇”的研究誕生了概率論，這說(shuō)明“機(jī)遇這種東西是有研究的意義的”，我們所需要的是在大量的隨機(jī)和不確定中找出大致確定的東西。畢竟，未知的東西雖然有一種無(wú)法言喻的美，但卻通常暗藏著危險(xiǎn)和麻煩。
接下來(lái)，就是概率論在物理中的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用——應(yīng)用統(tǒng)計(jì)力學(xué)的知識(shí)來(lái)處理微觀氣體壓強(qiáng)，很幸運(yùn)這塊知識(shí)我這學(xué)期學(xué)了，有興趣詳細(xì)了解硬知識(shí)的可以看以后不知哪一天會(huì)寫(xiě)的深入解析，那時(shí)候數(shù)據(jù)計(jì)算和公式代換以及一些概念的提出就是必不可少的了，不過(guò)啥時(shí)候?qū)懀涂葱那榱耍灰诖ㄔ?huà)說(shuō)誰(shuí)會(huì)期待這種真槍實(shí)彈的演算和推理啊。。。）。現(xiàn)在我們都知道物質(zhì)是由分子原子組成的（這要是不知道。。。我也沒(méi)轍請(qǐng)自行百度去。。。），而且數(shù)量極大（關(guān)于為什么數(shù)量極大也許以后可以說(shuō)一說(shuō)？）。那么想要摸清一升氣體中多得難以置信的氣體分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)幾乎是不可能的。“它們沿各個(gè)方向高速運(yùn)動(dòng)，并以非常可怕的無(wú)序狀態(tài)相互碰撞”，也就是說(shuō)分子一直在不停地做“熱運(yùn)動(dòng)”。
這個(gè)詳細(xì)說(shuō)一點(diǎn)“分子熱運(yùn)動(dòng)”，有助于后面的理解（其實(shí)是我發(fā)現(xiàn)我可以在這里順勢(shì)講一個(gè)故事）。有關(guān)熱運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象最初是由一名植物學(xué)家布朗（Robert Brown）在顯微鏡下觀察水中的花粉的時(shí)候發(fā)現(xiàn)的。他看到漂在水面的花粉粒一直在做無(wú)序隨機(jī)的運(yùn)動(dòng)，因而將此稱(chēng)作“布朗運(yùn)動(dòng)（Brownian movement）”。后來(lái)人們研究得知作為宏觀物質(zhì)的花粉本身是不會(huì)有分子熱運(yùn)動(dòng)的，實(shí)際迫使花粉運(yùn)動(dòng)的是由于其他不斷熱運(yùn)動(dòng)的分子的撞擊，從而使花粉也表現(xiàn)出像是在做“熱運(yùn)動(dòng)”。
這里附一張圖，假裝左邊畫(huà)的是花粉粒（圖中是用膠粒舉的例子，一樣的，關(guān)于膠粒是什么鬼以后看情況再講吧。。。）被介質(zhì)分子（介質(zhì)分子按理來(lái)說(shuō)，在水里就是水分子。但其實(shí)這里撞擊花粉的不是水分子，詳情見(jiàn)下文）沖擊，各個(gè)方向在「某一時(shí)刻」受到?jīng)_擊的數(shù)量不一樣，那么粒子整體受到的合力就會(huì)朝向某一個(gè)隨機(jī)方向，使得粒子運(yùn)動(dòng)（這里其實(shí)物理原理是牛頓三定律，有興趣自己去了解一下）。可以說(shuō)，布朗運(yùn)動(dòng)是大量液體中的分子（不全是水分子）集體運(yùn)動(dòng)行為的結(jié)果。【值得注意的是，布朗運(yùn)動(dòng)指的是花粉迸出的小顆粒的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，而不是分子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。但是通過(guò)布朗運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象可以間接證明分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。一般而言，花粉之直徑分布于30～50μm、最小亦有10μm之譜，相較之下，水分子直徑約0.3nm（非球形，故依部位而有些許差異。），概略為花粉之萬(wàn)分之一，難以令花粉產(chǎn)生不規(guī)則振動(dòng)。因此，花粉事實(shí)上幾乎不受布朗運(yùn)動(dòng)之影響。在羅伯特·布朗的手稿中，“tiny particles from the pollen grains of flowers”意味著“自花粉粒中迸出之微粒”，而非指花粉本身。然而在翻譯為諸國(guó)語(yǔ)言時(shí)，時(shí)常受到誤解，以為是“水中的花粉受到水分子撞擊而呈現(xiàn)不規(guī)則運(yùn)動(dòng)”。積非成是之下，在大眾一般觀念中，此誤會(huì)已然根深蒂固。實(shí)際上花粉具備足夠大小，幾乎無(wú)法觀測(cè)到布朗運(yùn)動(dòng)。——來(lái)自百度百科。啊，不過(guò)究竟原理是什么我看網(wǎng)上說(shuō)法不一啊！不過(guò)目前這不是重點(diǎn)別糾結(jié)。】
右圖顯示的是顯微鏡下粒子的布朗運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)一定注意啦圖中的連線(xiàn)不是粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡，而是取相等時(shí)間間隔對(duì)粒子位置做記錄然后按照時(shí)間順序把粒子出現(xiàn)過(guò)的位置連接起來(lái)，也就是說(shuō)任意兩點(diǎn)之間粒子是隨機(jī)路徑運(yùn)動(dòng)到那里的，不是直線(xiàn)！友情提示：這個(gè)知識(shí)點(diǎn)某些地方的高考題可是考過(guò)的哦！！！
關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的深入研究，我查了百度才發(fā)現(xiàn)好像有很多蠻可怕的內(nèi)容，比如這個(gè)貌似還和另外一個(gè)我聽(tīng)說(shuō)過(guò)的概念“漲落”（我知道這個(gè)詞源于了解到的一個(gè)可怕的概念“玻爾茲曼大腦”，有興趣的自行百度感受一下吧。。。）有關(guān)，也許以后我能大概說(shuō)一說(shuō)這玩意。
實(shí)際就是所有的分子都在永不停歇的做類(lèi)似這個(gè)花粉一樣的無(wú)序運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)會(huì)隨著溫度升高而變得更加劇烈。分子是如此的多，運(yùn)動(dòng)又是如此復(fù)雜，因而這被稱(chēng)為“分子混沌”。那么我覺(jué)得這里大概也就說(shuō)了一下什么是混沌，可能就是指大量的不確定性？先這么理解吧。。。我也不太清楚。。。
“這種稱(chēng)為分子混沌的無(wú)序情況有多少隨機(jī)性，或說(shuō)機(jī)遇，是一個(gè)非常有意義的問(wèn)題”，說(shuō)實(shí)話(huà)單看到現(xiàn)在我沒(méi)有想象到有什么重大意義。不過(guò)聯(lián)系我學(xué)過(guò)的大物講到的分子微觀壓強(qiáng)的推導(dǎo)，那么一個(gè)我目前理解來(lái)的實(shí)際應(yīng)用就是給出了分子壓強(qiáng)的產(chǎn)生原理和實(shí)際大小的計(jì)算。這個(gè)過(guò)程可神奇了，不行我以后一定要講出來(lái)驚艷一下你們！！！（又給自己挖坑立flag）
書(shū)接下來(lái)就告訴又是虐了我一學(xué)期的兩位科學(xué)家——玻爾茲曼（Ludwig Boltzmann）（啊對(duì)，就是我剛剛說(shuō)到的那位提出了一個(gè)奇怪理論的科學(xué)家，我們之后肯定還會(huì)再看到他出來(lái)怒刷存在值。）和吉布斯（J. Willard Gibbs）創(chuàng)立了物理的分支——統(tǒng)計(jì)力學(xué)。統(tǒng)計(jì)力學(xué)對(duì)如何處理這種混沌給出了答案，我們可以用熵（entropy）來(lái)衡量這一升氣體的機(jī)遇量，而且我們有辦法精確計(jì)算這些熵的大小。“我們發(fā)現(xiàn)機(jī)遇是可以被馴服的，這對(duì)于認(rèn)識(shí)物質(zhì)極為重要”。關(guān)于熵，現(xiàn)在暫且把它當(dāng)做一個(gè)奇怪的咒語(yǔ)記下，以后肯定書(shū)會(huì)講的！！！這可是另外一個(gè)神奇又重要的概念！！！分分鐘刷新三觀的那種！！！
呃，這么看來(lái)前文說(shuō)的“這是個(gè)非常有意義的問(wèn)題”，大概是說(shuō)研究這個(gè)問(wèn)題得出來(lái)的理論——熵，是個(gè)有價(jià)值的東西。但是我在想究竟是科學(xué)家先覺(jué)得這問(wèn)題有意義，所以去研究的呢？還是 “先不管有沒(méi)有意義，研究出來(lái)了一些成果，才發(fā)現(xiàn)原來(lái)這個(gè)問(wèn)題這么有意義”式的馬后炮呢？似乎我經(jīng)常會(huì)聽(tīng)到有人說(shuō)，做XXX有什么意義？似乎對(duì)于難以理解的東西，或者真的很虛無(wú)縹緲的一些理論，表現(xiàn)出關(guān)于實(shí)際價(jià)值的質(zhì)疑是一種常態(tài)。但是也許就像這個(gè)問(wèn)題，可能真的科學(xué)家在研究之前沒(méi)有想到這些結(jié)果有什么用，但是研究出來(lái)的東西確實(shí)顛覆世界的，這種后果又有誰(shuí)能想到呢？所以我總是會(huì)對(duì)那些我完全不能理解的東西懷有一種崇高的敬意，因?yàn)樽屑?xì)想想，你完全不能理解的東西有人能對(duì)其如醉如癡，那該是一種怎樣的高深境界啊！！！再說(shuō)，現(xiàn)在看起來(lái)似乎沒(méi)用的東西，沒(méi)準(zhǔn)哪一天就改變?nèi)祟?lèi)發(fā)展了呢！
今天先到這里，故事明天繼續(xù)！（我才不會(huì)說(shuō)其實(shí)寫(xiě)到這里連書(shū)的第一章都沒(méi)講完。。。我擴(kuò)充了好多東西。。。）
