| 定义1 热学平衡态
物体在外部环境不变条件下，物体整体与物体内部宏观物理量（性质）达到稳定的状态。
宏观物理量包括：物体的大小、形状、温度分布、质量密度、能量密度、压力分布、电位势分布等物体属性，物体的同一物理量（密度量或强度量）可以是空间变化的，但空间分布不随时间变化。
物体这种平衡态，还包含物体本身与不变的外部环境，同时达到热平衡状态。
如2.1节所述，物体的基本宏观物理量，温度T、质量密度ρ、内能密度u、电荷密度q、电位势φ等，都是均是（局域）统计平均量，在稳定平衡态下，只是位移 的函数，可分别表示为T（）、ρ（）、u（）、q（）、φ（）。
2.2.1.2 物体内能、微观量子态与时空拓扑结构的关系
物质是由粒子构成，微观粒子是多样性的，微观粒子的基本属性包括质量大小(惯性质量可以为零)、电性、自旋属性、寿命等。物体的内部内能密度u，显然由单位体积内的粒子的动能、势能（或称为粒子之间的相互作用能、或称结构能）、粒子本身的内能（或称粒子本身的结构能）组成。公式表示：
 (10)
其中，εi 为单粒子动能，φi为单粒子的势能， uoi为单粒子的内能（结构能）， n 为单位体积粒子数。如果组成物体的粒子相同，在平衡态下，（10）式简化为：
 （11）
其中 为单个粒子的平均动能，φ单个粒子的平均势能， 单个粒子的内能（结构能）。如果物体为理想气体，则（11）简化为， 。
在埃纳微米尺度水平，电磁作用处主导地位，所以内部粒子的直接的相互作用能主要为电位势能。
多粒子体系的粒子动能，即为热运动能，是热量的来源。物体的热运动能是物体内能的一部分。
单个粒子的内能（结构能），与粒子的惯性质量m呈正比，可以按爱因斯坦Einstein质能方程计算，即 = m c2 ，微观粒子的惯性质量与粒子自身的结构能对应（紧密相关），本质也是物质运动能。
按照量子力学理论，粒子的态函数由粒子所处的能级决定，即粒子状态与粒子运动能级对应。对多粒子体系，可以认为系统整体的状态是单粒子运动状态的组合叠加，不过由于粒子之间的相互作用特征，具体多粒子系统的状态集（整体态函数），只是对应的所有单粒子运动状态的组合叠加并集的特定子集，而且由于组成粒子的同质性，一定存在大量的简并态（同能状态）。
量子力学中关于多粒子体系的描述，包括薛定谔Schrödinger的解析几何态函数形式与海森堡Heisenberg的代数组合（态）形式，均是拓扑空间结构的某种具体的表征形式。象2.1节中论述的，本文的逻辑体系，是以更为普适的时空结构形态（也称时空拓扑结构），来描述多粒子体系物质。下面分析论述，时空结构形态具体的运用方法。
实数集R对应的3维R3度量空间包含了所有空间结构形态，有意义的是与自然界具备相对稳定物态的物体相对应的空间结构形态，这只是R3度量空间中极为少量的一些特定空间结构形态。物体空间结构中的微观粒子，可以描述为一个具备粒子基本物理属性的、为开集的点空间包集，是一个宏观近似为点的极限小拓扑空间集ai，物体所有粒子的点空间包集的和集 （注意：非积），构成包括物体所有内在空间结构形态的拓扑空间集（A，A ），简写为A 。组成物质的粒子是不停的运动变化的，所以更为精准的（全景的）描述是4维R3×t 时空结构集，粒子3维空间结构变化大小对应其运动的能级（能量大小），任意时刻t物体的总内能Ut是所有（N个）粒子能量εt之和，即,
 (12)
N个粒子组成的系统的总时空结构形态，由于是众多粒子组合叠加，对于总内能Ut ，自然可能存在众多总时空结构形态对应同一Ut 的简并形态。
定理 1 ：均质物体宏观稳定物态的时空结构形态总集，是各子时空结构形态等能的组合形态集。此时，物体总内能U与物体内能量密度u不变，与外界能交换和为零。
组合态的数量可以极大，都是对应能量相同的时空结构形态的总集合态，是总体层面上的简并态，这种物体整体上的时空结构形态的各简并态，是统计意义上的机会与价值均等的组合态。
当然，组合态中各层面的子时空结构形态（集），可以是非等能的子时空结构形态，但是这些子时空结构形态（集），必定是同一拓扑时空结构形态集簇的子集或元素，即是可以通过吸收放射光子或通过时间变换（参考，宋太伟，《光子的本质》，《时空结构几何》），实现结构态之间的相互转换。（这也是本文所“指拓扑结构”的意义。） 3/30 首页 上一页 1 2 3 4 5 6 下一页 尾页 |
