Domanda:
Quali sono i fondamenti giustificativi della meccanica statistica senza fare appello all'ipotesi ergodica?
Logan Maingi
2011-09-15 03:23:14 UTC
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Questa domanda era elencata come una delle domande nella proposta (vedi qui) e non conoscevo la risposta. Non conosco l'etica nel rubare palesemente una domanda del genere, quindi se dovesse essere cancellata o cambiata in CW, lascerò che le mod la cambino.

La maggior parte dei fondamenti della meccanica statistica fa appello al ipotesi ergodica. Tuttavia, questo è un presupposto abbastanza forte da una prospettiva matematica. Ci sono una serie di risultati frequentemente utilizzati nella meccanica statistica che si basano sulla teoria ergodica. In tutti i corsi di meccanica statistica che ho seguito e in quasi tutti i libri che ho letto, l'ipotesi era basata esclusivamente sulla giustificazione che senza di essa i calcoli diventavano virtualmente impossibili.

Quindi, sono rimasto sorpreso di vedere che si afferma (nel primo collegamento) che l'ipotesi ergodica è "assolutamente non necessaria". La domanda è abbastanza autoesplicativa, ma per una risposta completa cercherei un riferimento che contenga lo sviluppo della meccanica statistica senza fare appello all'ipotesi ergodica, e in particolare qualche discussione su ciò che l'ipotesi ergodica ti dà rispetto ad altri fondamenti schemi.

Credo che il termine "fondamenti giustificanti" sia un termine improprio e questa domanda si pone solo attraverso l'uso di questo termine. La mia comprensione è che gli esperimenti sono l'unico fondamento di qualsiasi area della fisica. L'ipotesi ergodica è solo un trucco matematico che si usa per mostrare la logica delle leggi della statistica. Queste leggi, nel loro campo di applicabilità, sono abbastanza buone per spiegare una serie di fenomeni termodinamici osservabili. E questa è la giustificazione della fisica statistica. La meccanica statistica non è "derivata" dall'ipotesi ergodica, anche se Landau e Lifshitz la fanno sembrare così.
forse questa dovrebbe essere una risposta :)
Non sono d'accordo con + drlemon. La meccanica statistica non è un modello fenomenologico, come afferma Drlemon. La meccanica statistica, utilizzata dai fisici, è un metodo per derivare le proprietà di un sistema di un numero elevato (infinito, effettivamente) di costituenti dal comportamento postulato (o misurato) dei singoli componenti. Ad esempio è uno strumento per derivare le leggi dei gas termodinamici dalle leggi del moto delle singole molecole. Il fatto che un gas di particelle non interagenti che obbediscono alle leggi di Newton soddisfi la legge dei gas ideali è qualcosa che si ricava, non un fatto sperimentale.
@drlemon la frase «giustificare i fondamenti» è grammaticalmente scorretta anche in quel contesto. Suppongo che O.P. significhi semplicemente «fondazioni» poiché si suppone che le fondazioni debbano giustificare un po 'anche mentre svolgono gli altri compiti. Ma il tuo punto di vista, sebbene diffuso, è a) anti-fondante. Gli esperimenti non sono le basi di una teoria, sono la prova di una teoria. il tuo punto di vista in effetti nega che la fisica abbia o abbia bisogno di fondamenti. Hai ragione se la definizione di fisica sta ottenendo una borsa di studio b) ignora il problema di collegare teoria ed esperimento: vedi sotto
@josephf.johnson Ahimè, mentre ho usato le parole "giustificare i fondamenti", devo ammettere che quel particolare modo di esprimersi non è mio, e non posso commentare l'intento in esso contenuto. Il titolo di questa domanda è stato copiato da una domanda posta sulla proposta dell'Area 51 dell'ormai defunto sito di Fisica Teorica. Concordo con te sul fatto che la frase "giustificare le basi" sia un po 'strana, ma mi è sembrato imprudente copiare l'idea della domanda ma cambiare il titolo; invece ho cercato come meglio potevo di mantenere l'intento del richiedente originale e ho citato il luogo in cui l'avevo trovato.
@LoganMaingi non ti preoccupare, dopotutto, ho finito per spiegare tutto nella mia risposta, anche una cosa in più che non hai chiesto. La risposta che hai accettato non è poi così male. L'ipotesi ergodica è morta come un chiodo se intendi la nozione precisa di sentiero errante, che è, tecnicamente, ciò che significa. Ma è assolutamente necessario un sostituto funzionalmente equivalente per il teorema ergodico.
@josephf.johnson Per quanto riguarda la tua risposta, purtroppo non ho ancora avuto modo di leggerla. Questa domanda non ha avuto alcuna attività per la maggior parte dell'anno e le risposte fanno un buon lavoro almeno al livello che stavo cercando, quindi ad essere sincero me ne ero completamente dimenticato. La tua risposta sembra essere a un livello più avanzato e spiega le cose in modo più dettagliato. Lo apprezzo, anche se non ho la possibilità di guardarlo presto.
Sei risposte:
Gustav Delius
2011-09-15 15:43:19 UTC
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L'ipotesi ergodica non fa parte dei fondamenti della meccanica statistica. In effetti, diventa rilevante solo quando si desidera utilizzare la meccanica statistica per fare affermazioni sulle medie temporali. Senza l'ipotesi ergodica la meccanica statistica fa affermazioni sugli insiemi, non su un particolare sistema.

Per capire questa risposta devi capire cosa intende un fisico per insieme. È la stessa cosa di ciò che un matematico chiama uno spazio di probabilità. L'articolo di wikipedia "Statistical ensemble" spiega abbastanza bene il concetto. Ha anche un paragrafo che spiega il ruolo dell'ipotesi ergodica.

Il motivo per cui alcuni autori fanno sembrare che l'ipotesi ergodica fosse centrale per la meccanica statistica è che vogliono darti una giustificazione del motivo per cui sono così interessati all'ensemble microcanonico. E la ragione che danno è che l'ipotesi ergodica vale per quell'insieme quando si ha un sistema per il quale il tempo che trascorre in una particolare regione dello spazio delle fasi accessibile è proporzionale al volume di quella regione. Ma questo non è fondamentale per la meccanica statistica. La meccanica statistica può essere eseguita con altri insiemi e inoltre ci sono altri modi per giustificare l'insieme canonico, ad esempio è l'insieme che massimizza l'entropia.

Una teoria fisica è utile solo se può essere paragonata agli esperimenti . La meccanica statistica senza l'ipotesi ergodica, che fa affermazioni solo sugli insiemi, è utile solo se puoi effettuare misurazioni sull'insieme. Ciò significa che deve essere possibile ripetere un esperimento più e più volte e la frequenza per ottenere particolari membri dell'insieme dovrebbe essere determinata dalla distribuzione di probabilità dell'insieme che hai usato come punto di partenza dei tuoi calcoli di meccanica statistica.

A volte, tuttavia, puoi sperimentare solo su un singolo campione dell'ensemble. In quel caso la meccanica statistica senza un'ipotesi ergodica non è molto utile perché, mentre può dirti come sarebbe un tipico campione dall'insieme, non sai se il tuo particolare campione è tipico. È qui che aiuta l'ipotesi ergodica. Afferma che la media temporale presa in un particolare campione è uguale alla media dell'insieme. La meccanica statistica consente di calcolare la media dell'insieme. Se puoi effettuare misurazioni sul tuo unico campione per un tempo sufficientemente lungo, puoi prendere la media e confrontarla con la media dell'insieme prevista e quindi testare la teoria.

Quindi in molte applicazioni pratiche della meccanica statistica, il L'ipotesi ergodica è molto importante, ma non è fondamentale per la meccanica statistica, solo per la sua applicazione a certi tipi di esperimenti.

In questa risposta ho preso l'ipotesi ergodica come l'affermazione che le medie di insieme sono uguali a medie temporali. Per aggiungere confusione, alcune persone dicono che l'ipotesi ergodica è l'affermazione che il tempo che un sistema trascorre in una regione dello spazio delle fasi è proporzionale al volume di quella regione. Questi due sono gli stessi quando l'ensemble scelto è l'ensemble microcanonico.

Quindi, per riassumere: l'ipotesi ergodica viene utilizzata in due punti:

  1. Per giustificare l'uso dell'insieme microcanonico.
  2. Per fare previsioni sulla media temporale degli osservabili.

Nessuno dei due è centrale per la meccanica statistica, poiché 1) la meccanica statistica può e viene eseguita per altri insiemi (ad esempio quelli determinati da processi stocastici) e 2) spesso si fanno esperimenti con molti campioni dall'insieme piuttosto che con medie temporali di un singolo campione.

Questa è un'ottima spiegazione del perché l'ipotesi ergodica non è il miglior fondamento per la meccanica statistica, ma la domanda sembra essere più su quali sono i punti di partenza giusti (principi di base / postulati) per definire / scegliere gli insiemi fisicamente corretti?
Apprezzo la risposta approfondita e sicuramente risponde alla maggior parte della mia domanda. Come suggerisce Slaviks, ero anche interessato a quali sono i giusti punti di partenza. Qualunque cosa del genere (anche solo indicando un riferimento in cui i fondamenti sono discussi a fondo) sarebbe apprezzata. Non ero consapevole che l'ipotesi ergodica potesse significare due cose diverse. L'ho sempre vista come l'affermazione che hai scelto, per il momento non l'ho ancora accettata, ma ho intenzione di farlo più tardi oggi.
Bene, dopo aver riletto mi sembra che tu stia affermando che i fondamenti standard della meccanica statistica non invocano affatto l'ipotesi ergodica e che l'enfasi su di essa è colpa di una cattiva pedagogia piuttosto che di una cattiva scelta di principi e postulati fondamentali . L'ho letto male prima. In ogni caso, questo risponde pienamente e completamente alla domanda, quindi l'ho accettato.
+ Logan Maingi, tuttavia nella mia risposta non ho affrontato la domanda su come scegliere l'ensemble appropriato. Questa è una domanda più difficile di quella sui fondamenti della meccanica statistica, perché richiede la conoscenza del particolare dominio in cui si desidera applicare la meccanica statistica. La mia visione della meccanica statistica è attualmente influenzata dal dominio in cui l'ho incontrata l'ultima volta, che è la meccanica statistica dei grafici casuali, vedi commento successivo.
Nel contesto menzionato nel mio commento precedente, invece di studiare i gas costituiti da molte particelle, si studiano i grafici costituiti da molti nodi. Lì l'insieme di grafi casuali con cui lavorare è o semplicemente postulato (ad esempio alcune persone usano l'insieme di grafi casuali con una data distribuzione di gradi dopo aver misurato la distribuzione in un grafo del mondo reale) o si ottiene specificando un processo stocastico per l'assemblaggio del grafo (ad esempio un processo che attacca nuovi nodi in modo casuale dalla regola di attaccamento preferenziale).
L'ipotesi ergodica (come affermazione sulla relazione tra media temporale e media dell'insieme) non è solitamente evocata in quel campo. Esiste invece il principio che la media di una proprietà di nodo su tutti i nodi in un grafo specifico dà lo stesso risultato che si prende un nodo specifico e si media la sua proprietà sull'insieme.
Ebbene, questo tradisce una prospettiva in qualche modo non fisica. La conclusione dell'ipotesi ergodica, che le medie temporali possono essere sostituite dalle medie di fase, è necessaria se deve esserci una connessione tra teoria ed esperimento. Wiener e Gelfand hanno entrambi sottolineato questo punto. Possiamo solo calcolare le medie dell'insieme. Ma ogni misurazione è una media di lungo periodo, che idealizziamo considerandola come una media temporale infinita. Una teoria scientifica che calcolasse quantità ma non potesse giustificare la loro connessione con la misura sarebbe una teoria senza basi soddisfacenti, anche se utili.
+ joseph f. jonhson: Perché dici che ogni misurazione è una media a lungo termine? Ad esempio, in che senso misurare il volume e la pressione di un gas in un contenitore implica una media a lungo termine?
Diversi sensi. Le scale temporali atomiche per raggiungere l'equilibrio sono così veloci, che i nostri apparati di misura in effetti percepiscono solo una pressione media che anche su un millisecondo è come un infinito in anni-cane. Immagina se il nostro termometro registrasse effettivamente la temperatura alla stessa velocità con cui gli atomi si muovono e si scontrano, in modo da rilevare, registrare e visualizzare l'impatto di ogni singolo atomo di gas su di esso, con un "tempo morto" più breve degli intervalli tra tali impatti. In effetti, la temperatura non esiste nemmeno in quella scala temporale: la lettura oscillerebbe selvaggiamente, non ci sarebbe risposta.
In Time Series, la mia specialità, non riusciamo * mai * a prelevare più di un campione dalla popolazione. È come un brutto scherzo: stima la deviazione standard di una popolazione da un campione di * uno *. Ma è quello che facciamo ogni giorno ...
Yvan Velenik
2011-09-16 11:50:37 UTC
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Per quanto riguarda i riferimenti ad altri approcci ai fondamenti della fisica statistica, puoi dare un'occhiata al articolo classico di Jaynes; vedi anche, ad esempio, questo articolo (in particolare la sezione 2.3) dove discute l'irrilevanza delle ipotesi di tipo ergodico come fondamento della meccanica statistica dell'equilibrio. Naturalmente, l'approccio di Jaynes soffre anche di una serie di carenze, e penso che si possa affermare con sicurezza che il problema fondamentale nella meccanica statistica dell'equilibrio è ancora ampiamente aperto.

Potresti anche trovare interessante guardare in questo articolo di Uffink, dove vengono descritti la maggior parte degli approcci moderni (e antichi) a questo problema, insieme ai rispettivi difetti. Questo ti fornirà molti riferimenti più recenti.

Infine, se vuoi una discussione matematicamente più approfondita sul ruolo dell'ergodicità (propriamente interpretata) nei fondamenti della meccanica statistica, dovresti dare un'occhiata a Gallavotti Statistical Mechanics - short treatise, Springer-Verlag (1999), in particolare capitoli I, II e IX.

EDIT (22 giugno 2012): mi sono appena ricordato di questo articolo di Bricmont che ho letto molto tempo fa. È piuttosto interessante e una lettura piacevole (come la maggior parte di ciò che scrive): Bayes, Boltzmann e Bohm: Probabilità in fisica.

Potresti fornire alcuni riferimenti alle critiche dell'approccio di Jaynes? Penso che il suo modo di pensare sia cambiato sottilmente nel corso degli anni, e in realtà penso che prima o poi avesse una teoria completamente difendibile ...
@genneth: Ce ne sono diversi. Devo confessare di essere un po 'di parte (trovo l'approccio di Jaynes infinitamente migliore di quello ergodico). Detto questo: una delle principali critiche è in qualche modo filosofica. Nell'approccio di Jaynes, stat. mech. non è realmente una teoria fisica come si intende normalmente, ma piuttosto un particolare esempio di inferenza statistica.
In secondo luogo, l'applicazione di MaxEnt va bene quando lo spazio di configurazione sottostante è un insieme finito, ma diventa molto meno convincente quando si tratta di situazioni più complicate. Ad esempio, se si vuole descrivere un gas (non un modello reticolare!), Perché si dovrebbe favorire la misura di Liouville? Le cose peggiorano ancora quando le particelle hanno gradi di libertà interni: ad esempio, per le molecole di-atomiche, perché dovremmo prendere le coordinate dell'angolo di azione? Si possono trovare argomenti, ma sono piuttosto deboli. Ovviamente difficoltà simili sono presenti anche nell'approccio ergodico (le condizioni iniziali devono essere "tipiche").
Ci sono molti altri critici, ovviamente. Vedi, ad esempio, il libro di Sklar (rif. Dato nella risposta di Steve).
interessante; Lascio da parte le mie opinioni su questi punti poiché è fuori tema, ma almeno la recensione di Amazon su Sklar dice che la critica di MaxEnt non è particolarmente approfondita. Devo confessare di avere difficoltà a trovare argomenti veramente ben presentati - di nuovo, come te, sono di parte. Grazie per le risposte.
@genneth: Bene, potresti porre questa domanda :). Sono quasi sicuro che qui troverai un veemente oppositore alle idee di Jaynes. Questo tipo di domande sembra sempre generare opinioni piuttosto forti;).
@YvanVelenik Caro Yvan, potresti per favore aiutarci con [questo] (http://physics.stackexchange.com/questions/174900/susceptibilities-and-response-functions) post?Grazie
@YvanVelenik Perché non dovrei usare la misura Louiville?È unico per essere invariante rispetto alle dinamiche.Questo non lo individua?
S Huntsman
2011-10-05 07:46:26 UTC
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Ho cercato "miscelazione" e non l'ho trovato in altre risposte. Ma questa è la chiave. L'ergodicità è in gran parte irrilevante, ma la miscelazione è la proprietà che fa funzionare la fisica statistica dell'equilibrio per i sistemi a molte particelle. Vedi, ad esempio, Physics and Chance di Sklar o gli articoli di Jaynes sulla fisica statistica.

L'ipotesi caotica di Gallavotti e Cohen suggerisce fondamentalmente che lo stesso vale per i NESS.

joseph f. johnson
2013-02-11 18:00:44 UTC
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Recentemente ho pubblicato un importante articolo, Alcuni casi speciali delle congetture di Khintchine in meccanica statistica: ergodicità approssimativa della funzione di autocorrelazione di un insieme di oscillatori accoppiati linearmente. REVISTA INVESTIGACIÓN OPERACIONAL VOL. 33, NO. 3, 99-113, 2012 http://rev-inv-ope.univ-paris1.fr/files/33212/33212-01.pdf che fa avanzare lo stato di conoscenza della risposta a questa domanda.

In poche parole: bisogna giustificare la conclusione dell'ipotesi ergodica, senza assumere l'ipotesi ergodica stessa. L'opportunità di farlo è stata realizzata per molto tempo, ma i progressi rogorosi sono stati lenti. Terminologia: l ' ipotesi erdodica è che ogni sentiero percorre (o almeno vicino) ogni punto. Questa ipotesi non è quasi mai vera. La conclusione dell'ipotesi ergodica : quasi sempre, le medie temporali infinite di un osservabile su una traiettoria sono (almeno approssimativamente) uguali alla media di quella osservabile sull'insieme. (Anche se l'ipotesi ergodica è valida, la conclusione non segue. Scusate, ma questa terminologia è diventata standard, tradizionale, ortodossa ed è troppo tardi per cambiarla.) Il teorema ergodico : a meno che non ci sono sottospazi invarianti distinti non banali, quindi valgono le conclusioni dell'ipotesi ergodica.

Darwin ( http://www-gap.dcs.st-and.ac.uk/history/Obits2/Darwin_C_G_RAS_Obituary.html) e Fowler ( http: // www- history.mcs.st-andrews.ac.uk/Biographia/Fowler.html), importanti fisici matematici (Fowler era uno studente di Darwin e Dirac era di Fowler), trovarono la giusta giustificazione fondamentale per Stat Mech negli anni '20 e ha dimostrato di concordare con l'esperimento in ogni caso solitamente esaminato fino a quel momento, e anche per le reazioni stellari. Khintchine, il grande matematico sovietico, ha rielaborato i dettagli delle loro dimostrazioni (L'introduzione al suo esile libro sull'argomento è stata pubblicata sul web all'indirizzo http://www-history.mcs.st-andrews.ac .uk / Extras / Khinchin_introduction.html), li ha resi accessibili a un pubblico più ampio, ed è stato molto studiato da matematici e filosofi della scienza interessati ai fondamenti della meccanica statistica o, in effetti, a qualsiasi inferenza scientifica (vedi, per un esempio, http://igitur-archive.library.uu.nl/dissertations/1957294/c7.pdf e, per un altro esempio, Jan von Plato La teoria ergodica e le basi della probabilità , in B. Skyrms e WL Harper, eds, Causation, Chance and Credence. Atti della Irvine Conference on Probability and Causation, vol. 1 , pp. 257-277, Kluwer , Dordrecht 1988). Il lavoro di Khintchine andò oltre e, in alcune congetture, sperava che qualsiasi sistema dinamico con un numero sufficientemente grande di gradi di libertà avrebbe la proprietà che le osservabili fisicamente interessanti avrebbero approssimativamente soddisfatto le conclusioni del teorema ergodico anche se il sistema dinamico non soddisfaceva neppure approssimativamente le ipotesi del teorema ergodico. Il suo arresto, è morto in prigione, ha interrotto la possibile formazione di una scuola per svolgere il suo programma di ricerca, ma Ruelle e Lanford III hanno fatto dei progressi.

Nel mio articolo ho potuto provare le congetture di Khintchine praticamente per tutti i sistemi dinamici classici lineari. Per la meccanica quantistica la situazione è ovviamente molto più controversa. Tuttavia Fowler in realtà basò i suoi teoremi sulla Meccanica Statistica Classica sulla Teoria Quantistica, sebbene Khintchine fece il contrario: prima dimostrando il caso classico e poi tentando, senza successo, di trattare le modifiche necessarie per la QM. A mio parere, il caso quantistico non introduce nulla di nuovo.


Perché la misurazione è modellata da una media temporale infinita in Meccanica statistica

Questo è il punto d'appui per il teorema ergodico o suoi sostituti.

Masani, P. e N. Wiener, "Non-linearPrediction", in Probability and Statistics, The Harald Cramer Volume , ed. U. Grenander, Stoccolma, 1959, p. 197: «Come indicato da von Neumann ... nel misurare una quantità macroscopica $ x $ associata a un meccanismo fisico o biologico ... ogni lettura di $ x $ è in realtà la media su un intervallo di tempo $ T $ [che] può appaiono brevi da un punto di vista macroscopoico, ma sono larghe microscopicamente parlando. Che il limite $ \ overline x $, come $ T \ rightarrow \ infty $, di tale media esista, e nei casi ergodici sia indipendente dallo stato microscopico, è il contenuto del parametro continuo $ L_2 $ -ErgodicTheorem. L'errore implicato nella pratica nel non prendere il limite è naturalmente da interpretare come una dispersione statistica centrata su $ \ overline x $. »Cf. anche Khintchine, A., op. cit. , p. 44 s., «Un'osservazione che dà la misura di una quantità fisica non viene eseguita istantaneamente, ma richiede un certo intervallo di tempo che, per quanto piccolo ci sembri, sarebbe, di regola, molto grande dal punto di vista di un osservatore che osserva l'evoluzione del nostro sistema fisico. [...] Quindi dovremo confrontare i dati sperimentali ... con medie temporali rilevate su intervalli di tempo molto ampi. » E non il valore istantaneo o lo stato istantaneo. Wiener, come citato in Heims, op. cit. , p. 138s., «Ogni osservazione ... richiede un tempo finito, introducendo così l'incertezza.»

Benatti, F. Deterministic Chaos in Infinite QuantumSystems , Berlino, 1993, Trieste Note in fisica , p. 3, «Poiché i tempi caratteristici dei processi di misura sui macrosistemi sono molto più lunghi di quelli che governano i micro-fenomeni sottostanti, è ragionevole pensare ai risultati di una procedura di misura come a medie temporali valutate lungo traiettorie di fase corrispondenti a date condizioni iniziali.» E Pauli, W., Pauli Lectures on Physics, volume 4, StatisticalMechanics , Cambridge, Mass., 1973, p. 28s., «Ciò che si osserva macroscopicamente sono medie temporali ...»

Wiener, "Logique, Probabiliteet Methode des Sciences Physiques", «Toutes les lois de probabilite connuessont de caractere asymptotique ... les considerations asymptotiques n 'ontd'autre but dans la Science que de consentire di connaitre le proprietà desensembles tres nombreux en evitant de voir ces proprietes s'evanouir dans laconfusion risultante de las specificite de leur infinitude. L'infini permetainsi de consider des nombres tres grands sans avoir a tenir compte du faitque ce sont des entites distingues. »


Perché dobbiamo sostituire le medie dell'insieme con le medie di fase, cosa che può essere ottenuta in modi diversi, il modo tradizionale è quello di utilizzare l'ipotesi ergodica.

Queste citazioni esprimono l'approccio ortodosso allo Stat Mech classico. Il sistema di meccanica classica si trova in uno stato particolare e la misurazione di alcune proprietà di quello stato è modellata da una media a lungo termine sulla traiettoria del sistema. Approssimiamo questo valore prendendo la media temporale infinita. La nostra teoria però non può calcolarlo, comunque non conosciamo nemmeno le condizioni iniziali del sistema quindi non sappiamo quale traiettoria ... ciò che la nostra teoria calcola è la media di fase o media dell'insieme. Se non possiamo giustificare una sorta di uguaglianza approssimativa della media dell'insieme con la media temporale, non possiamo spiegare perché le quantità calcolate dalla nostra teoria concordano con le quantità che misuriamo .

Alcune persone , ovviamente, non importa. Questo deve essere anti-fondante.

Cristi Stoica
2012-02-14 11:24:56 UTC
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Potresti essere interessato a queste lezioni:

Entanglement and the Foundations of Statistical Mechanics

Le più piccole macchine termiche possibili e le fondamenta of thermodynamics

tenuto da Sandu Popescu presso il Perimeter Institute, così come in questo documento

Entanglement e le basi della meccanica statistica.

Si sostiene che:

  1. "il postulato principale della meccanica statistica, il postulato della probabilità a priori uguale, dovrebbe essere abbandonato in quanto fuorviante e non necessario" (il L'ipotesi ergodica è un modo per garantire il postulato di probabilità a priori uguale)

  2. invece, viene proposta una base quantistica per la meccanica statistica, basata sull'entanglement. Nello spazio di Hilbert, si sostiene, quasi tutti gli stati sono vicini alla distribuzione canonica.

Nel documento potresti trovare altri riferimenti interessanti su questo argomento.

È stato compreso da molto tempo, anche nella meccanica classica e nella meccanica statistica classica, ad esempio la teoria del moto browniano, che dovrebbe essere possibile, in linea di principio, fare a meno del postulato della probabilità a priori uguale. È stato notato che i limiti termodinamici che otteniamo sono ampiamente indipendenti dalla distribuzione di probabilità iniziale che imponi allo spazio delle fasi. Una rigorosa indagine matematica di questa robustezza è percepita come un problema del millennio ... ma in termini fisici, l'intuizione risale a Sir James Jeans.
Arnold Neumaier
2012-03-13 22:24:25 UTC
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Non sono d'accordo con l'affermazione di Marek secondo cui "in molte applicazioni pratiche della meccanica statistica, l'ipotesi ergodica è molto importante, ma non è fondamentale per la meccanica statistica, solo per la sua applicazione a certi tipi di esperimenti". / p>

L'ipotesi ergodica non è necessaria da nessuna parte. Vedere la Parte II del mio libro Meccanica classica e quantistica tramite le algebre di Lie per un trattamento della meccanica statistica indipendente da ipotesi di ergodicità o miscelazione, ma ancora recuperando le solite formule della termodinamica di equilibrio.

Correlati: http://www.mat.univie.ac.at/~neum/physfaq/topics/ergodic.html di Arnold Neumaier, _himself._


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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