熱力學定律與科學理論的方法

    自能量守恒定律建立之后，大概在109世紀510年代左右克勞修斯和開爾文幾乎同時發現熱力學第2定律，他們把能量守恒定律在熱力學的應用當作熱力學第1定律。熱力學第2定律同熱力學第1定律1樣也是同時有多人幾乎在同1個時期同時發現的。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生其它影響。（威廉.湯姆生)

                 不可能制造第2類永動機（普朗克）

         孤立系統中實際發生的過程總要使系統的熵增加。

         如上幾種方法所描述的1個事實是：1切與熱現象有關的實際宏觀過程都是不可逆的。
                                                             《簡明物理學辭典》

    如上的這幾種表示形式在現今看來，是很平常不過了。但在當時的時代卻遠非今天這樣容易理解。這是因為在1百多年以前，人們對永動機的努力不能使其制造成功。人們不能理解熱量和作功產生熱量的具體關系，當然既使到現在即使在科學界有相當1部分人們仍然把它當作1種想當然的東西來理解，對做工和熱量間確切的轉化途徑不是很清楚。（關于摩擦生熱和熱機熱能和動能間的轉化途徑，在機械運動的能量體系中有這方面的嘗試，您可參見本站中機械運動的能量體系中的內容）

     眾所周知，能量守恒定律和熱力學定律的創生的時代，也是熱學創生的時代。從人們對熱的看法上，正是從熱質學說到熱的唯象學說到熱的唯動學說逐漸過渡的時期。同時，也是由定性逐漸到定量使其科學的過渡。對于熱的描述，人們在使其逐漸的由定性到數理邏輯到試驗的對應，這1時期，從科學方法上人們已經開始對物質世界中不同能量間的關系進行定量，從機械運動領域到電學領域、光學領域、從宏觀到微觀等科學的個個領域，都獲得了前所未有的發展。但是，值得1提的是，此1段時間的科學方法趨向與試驗與數理邏輯的對應，采用試驗作為檢驗數理邏輯的唯1標準，這樣的方法1直堅持到現今的科學判定上。這得自于這種科學方法使人們對物質世界的認識獲得了非常巨大的進展。我們現有的1些科學觀念也來源于此，如能量守恒定律，甚至量子學科中的大部分概念等�？傊�，近代物理的科學方法對現代物理的影響是非常巨大的。

     科學對于物質世界的認識存在這樣兩種觀念，1種觀念是人類對物質世界運動變化規律的應用。這樣的前提是人類生活中物質生產的發展，這樣可以開拓人類創造財富的能力，這是導致近代科學發展的最直接的動力。另1種觀念是人類對物質世界本身的認識，強調物質世界的本體，強調人們對物質世界的真實的理解，即以物質世界為真的前提。兩種科學概念都會導致人類對物質世界的開拓，但是，在某種意義上來說，前者比后者更易被人們接受。兩者對物質世界的本意是相同的，后者比前者更易使科學獲得發展。

     熱力學定律無疑是前者，當然，包括熱力學3定律。熱力學第1定律和能量守恒定律在對物理規律的描述上，兩者具有等效性。熱力學第2定律實際上所描述的是大量的微觀粒子趨向于無序的描述。這樣1個過程的發生從任何1個角度來說，都不會是1個可逆的過程。這樣1個規律在人類理解物質世界的過程中到底起過什么樣的作用呢，我想，這樣1個描述過程并不能給與我們對微觀物質世界的理解提過更進1步的東西。它的意義除了提供給我們1種數理關系所描述的狀態之外，并不能提供給我們什么。如比較有代表性的“宇宙的熱寂說”我們依據普通的物質原理的推測，仍然會得到相類似的結論。如對宇宙天體的觀測。但是，物質世界的存在在宏觀上并不以人類的決定而發生改變。我們所得到的結論對于物質世界而言也許是暫時的1個小小的規律，我們所接觸的宇宙是很有限的。

     將某種規律進行擴展成了近代物理學科學發展的普遍現象，有代表意義的如：相對論、量子論，當然熱力學定律也是非常有代表意義的1個。對這樣1種科學的發展模式，我個人并不持樂觀態度，盡管作為1種科學嘗試是無可非議的，1些理論也獲得了非常巨大的成功，甚至1些理論已經成為當今對科學發展認識的主流。

     建立某種數理邏輯對整體的科學進行統1的解釋，210世紀科學的發展經歷了很多這樣的嘗試，提到科學臺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，我想嘗試者們是否考慮過從物理學的基本概念著手，如果物理世界是統1的話，那么任何1個物理概念都和物質世界的本身存在千絲萬縷的聯系，物理概念本身的邏輯就是物質世界的原理。除非物質世界不是統1的。那么，我們也無須化費太大的精力去建立統1的理論。

     我個人認為，現代物理基本概念的定義體系存在問題。主要是能量的定義所導致的對物理其它概念的定義。基于這樣1種定義在對物理其它概念的外延上，尤其是才有數理邏輯作為科學探索的工具，科學所向前延伸的不是物質世界的本體，而是建立在某種數理邏輯上的以數理邏輯為主體的物理關系。這樣的對物質世界的理解不是物理的本身。

   另外，對于熱力學定律我想在提1下，能量本身概念的錯誤直接導致熱力學第2定律沒有任何意義，同時熱力學第3定律所描述的僅僅是物質的某種狀態不能達到。如果由于能量的定義而導致溫度的定義本身存在失誤，那么熱力學第3定律所描述的也不具有任何意義。（對此，您可以參見最近更新中4.6日中溫度的概念）熱力學第1定律我就不用再說了，本站建立最初3個月的時間里所放的觀點都是說明此1問題的。

   （如果本文中存在什么問題，或者本站中有任何的問題，歡迎您告訴我）