熵与信息——麦克斯韦妖的启示

 在神话故事中出现许多妖魔鬼怪,那是不足为奇的,但以精确严密著称的物理学之中也出现了妖精,就有点出人意料之外了.以英国著名物理学家命名的麦克斯韦妖(Maxwell’s demon)在物理科学的发展之中已经扮演了相当重要的脚色,不但以鲜明的图象,澄清了热力学第二定律的一些疑团,更重要的是指出了熵与信息之间的联系,成为信息论这一门新学科的先导.而在生命科学的发展之中,麦克斯韦妖也会大有其用武之地的.     

如何让学生深刻理解熵的概念

 熵的概念,是热力学和统计物理学中非常重要而又较难理解的.克劳修斯(ClaUSiUS.R.J.E,1822-1888德国物理学家)于1850年提出热力学第二定律,1865年提出熵的概念,并将热力学第二定律表述为“宇宙的能量是不变的,而它的熵则总在增加.”现在,熵这个概念已经远远超出了热力学、统计物理学范畴,直接扩展到信息论、控制论、概率论、数论、天体物理、宇宙论、科学管理以及生命系统等各个不同领域.因此,如何在教学中让学生深入理解熵的概念,是一个重要的课题.     

1933 年10 月18 日：德布罗意被选为法国科学院院士

 在量子尺度世界中最怪异的现象之一是,所有粒子的行为有时会像波。普朗克(Max Planck)最先于1900 年提出量子的概念,用来解释黑体辐射,后来爱因斯坦于1905 年提出更进一步的见解,终于解决了长久以来所争议的问题：光到底是粒子还是波？答案是两者都是。但此奇特的性质并不局限于光子而已,法国物理学家德布罗意于1925 年将粒子∕波双重性质的概念延伸到电子上。