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做过工,开过荒,教过书,扛过枪,当过干部仍在党,现任公司董事长。业余以探索天地人和谐之道为乐!

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(原创)“熵”字的来历  

2009-02-21 14:48:56|  分类: 科学奇闻 |  标签: |举报 |字号 订阅

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在物理学尤其是信息论领域,我们时常见到一个汉字――“熵”,读作shang,平声。中国的汉字本来是世界上最古老、最成熟、最完美的文字之一,但这个“熵”字的诞生年龄才不到100年!

这得先从物理上的热力学谈起。

众所周知,任何物体吸收热量后,其温度会上升。但实质上是由于物体系统内部的能量分布或曰状态结构发生了变化。比如锅里的水吸收热量后,水分子的运动状态发生了变化,直到沸腾起来,甚至有一部分液体粒子由于吸收能量过大,活跃得“出了格”而跑了出去变成气体,蒸发了出去。看来热量和温度,都是描述系统内部能量分布或物质运动状态的要素之一。

可冬天开始睡觉时,常常是身上温度高,脚丫子却温度低。同一个人体,为什么这一部分和另一部分温度不平衡呢?别着急,过了一会儿,你的身体各部分就会“寰球同此凉热”啦!你就可以进入甜美的梦乡了。

看来只有热量和温度,还不能充分反映物体或系统的状态。身体和脚丫子温度不均匀,是一种“状态”;经过一个过程,身体的热量在重新分布,温度不均匀的情况有所改变,这就是另一个“状态”;再经过一个过程,不仅身体各部分温度均匀了,而且身体制造的热量与散发到被窝里的热量达到动态平衡了,你身体各部分的温度都保持在37℃左右,这就是又一个“状态”,而且是达到了一个平衡状态。

那么到底应该用什么样的物理量来描述这些变化过程中的不同的“状态”呢?

对于一个热力学系统,若从热力学温度为T的热源吸收的热量为dQ,则热温比dQ/T是个只与始末状态有关的物理量,而与系统经历的过程无关。

1854年,克劳修斯为系统定义了一个状态函数,叫做(entropy),用S表示。在SI单位制中,熵的单位为J/K(焦耳/开尔文)。

如果系统从状态1经过可逆过程变化到状态2,则熵的变化量定义为: 

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对于无限小的可逆过程,可微分形式表示为:

(原创)“熵”字的来历 - 周法哲 - 周法哲的博客

上两式就是著名的克劳修斯熵公式的积分形式和微分形式。

被后世誉为“量子论之父”的著名科学家普朗克,曾经于1923年来中国南京讲学,当时中国还没有一个确切的中文名词来对应热力学熵(entropy)。

中国著名的物理学家胡刚复教授,在1923年为来南京讲学的普朗克当翻译时,创造了一个汉字“熵”。因为热温比在数学上具有“商”的性质,热量、温度又都与中国“五行”中的“火”有关。所以此“熵”字创造得再贴切不过了。

胡刚复教授在80多年前首创的这个“熵”字,既有形声,又有会意,与中国的几万个其它汉字一样,包含的信息量比较大,当之无愧成为中华民族语言文字系统中的一个新元素。所以很快被世人认可并一直沿用至今。

“熵”字的诞生和广泛使用,再一次证明了中华民族文化智慧的强大生命力。随着时代的进步和科学文化的发展,中文系统自身元素的吐故纳新和体系的与时俱进,将会是一个生生不息、欣欣向荣的无限过程。周法哲衷心希望80后的民族精英们不断为之增砖添瓦哦!

(作者:周法哲2009-2-21于广东)

 

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