非平衡涨落问题的微观唯象分析理论(Ⅰ)——一种新的广义不可逆热力学理论与热涨落中涨落—耗散表示式的非平衡修正

本文给出非平衡涨落问题的微观唯象分析理论——非平衡涨落的统计学描述理论。该理论的基础是广义非平衡熵与描述涨落几率的爱因斯坦表示式的推广。通过计算求得刚体热传导中比能与热通量的非平衡涨落的二阶矩。导出对热涨落的通用涨落-耗散表示式的非平衡修正,同时发现该修正相当于固体电介质中的光子热输运与金属中电子热输运的数值修正。     

时间反演对称和非平衡统计定常态(Ⅱ)

本文是我们从微观量子统计理论出发讨论非平衡统计定常态的时间反演对称性质的第二部份。本文应用文献的结果对非平衡统计定常态的普遍性质进行较为系统的讨论。对于具有时间反演对称的非平衡统计定常态,证明了广义(自由能)势函数的存在性;导出了涨落耗散定理的Rayleigh-Jeans极限形式;推广了局部热平衡假设下的Onsager倒易关系;导得了序参量-守恒荷密度普遍方程(TDGL)的“可逆-不可逆”运动分解形式。     

由微观随机动力学导出非平衡稳定态的长程相关性(Ⅱ) 微观随机动力学模型正确性的证明

本文证明了由微观随机动力学理论的简化相斥模型在流体力学的极限下所导出的涨落场和其协方差与由宏观涨落流体力学所求得的涨落场和其协方差是完全符合的。且均为Gauss型。从而证明了由微观随机动力学所导出的非平衡稳定态的长程相关性是正确的,由本文所建立的模型是有效的。     

由微观随机动力学导出非平衡稳定态的长程相关性(Ⅱ)——微观随机动力学模型正确性的证明

本文证明了由微观随机动力学理论的简化相斥模型在流体力学的极限下所导出的涨落场和其协方差与由宏观涨落流体力学所求得的涨落场和其协方差是完全符合的。且均为Gauss型。从而证明了由微观随机动力学所导出的非平衡稳定态的长程相关性是正确的,由本文所建立的模型是有效的。 关键词：     

平衡和非平衡系统中的涨落和有序──第十七次索尔威国际物理会议简讯

1978年11月20至23日在布鲁塞尔举行了第十七次索尔威国际物理会议.会议主题是“平衡和非平衡系统中的涨落和有序”.这个题目与布鲁塞尔自由大学普利高津教授1977年获得诺贝尔化学奖金的研究方向密切相关.来自十七个国家的七十多位科学工作者出席了会议,其中有少数化学家和数学家.会议就平衡态相变和重正化群,非平衡统计和动态临界现象,物理系统在不稳定点附近的行为和分岔点理论,涨落和非平衡相变等方面,听取了九个邀请报告.下面简要介绍报告和讨论的主要内容。 自从1971年把重正化群方法引入相变和临界现象理论以来,在计算临界指数和推导它…     

非平衡系统的势函数理论

势函数是在平衡态统计物理中应用得十分成功的理论，将势函数理论推广到非平衡系统是非平衡态统计物理的一项十分重要的任务。本文综述了非平衡态势函数理论的一个重要方面，即利用对随机过程的研究来建立系统的势函数，本文阐述了非平衡系统势函数的定义和概念；论证势函数在系统演化过程中的单调性质；详细介绍了各种计算非平衡势函数的方法；同时介绍了利用势函数解析地研究在噪声作用下的非线性系统的非定态演化行为。整个研究包     

反应扩散系统中的涨落问题

本文用Master方程导出的带有扩散涨落项的福克-普朗克方程讨论了三个化学模型在不同情况下的涨落问题,文章指出:平衡态附近的无空间关联的涨落,偏离平衡时涨落的关联性,Schlogl三分子模型县有非经典的临界指数,而Schligl双分子模型具有经典的临界指数等多样的情况是由系统的本身性质决定的,用本文的方法能统一地处理这些问题,并且因而澄清了文献[6]中提出的关于临界指数的疑点。 关键词：     

对气体涨落的修正

在研究气体小体积元的涨落时,传统的关于大系统的平衡涨落结果是不够的.本文首先利用平均自由程方法说明了相邻的小单元之间由关联导致的对气体涨落修正的物理机制,然后运用气体输运方法计算了精确的修正结果.     

时间反演对称和非平衡统计定常态(Ⅰ)

本文是作者从微观量子统计理论出发应用微观可逆性原理讨论非平衡统计定常态普遍性质的第一部份。文中给出了非平衡量子统计格林函数(闭路格林函数)在定常态上关于时间反演对称的表达方式。把生成泛函技术和时间反演对称结合起来,得到了具有时间反演对称性的非平衡统计定常态上统计格林函数和顶点函数所满足的时间反演对称关系。 关键词：     

涨落耗散定理概述

本文从一个最早的例子——Einstein关系,到Callen和Welton及Kubo公式,简述了涨落耗散定理形成和发展的历史,阐明了这个在统计物理学中占有重要地位的定理的物理实质,并列举了它在各个领域一些应用实例,通过这些具体例子,记述了涨落耗散定理与线性响应理论、广义Langevin方程、非平衡统计力学等的关系。     

涨落耗散定理概述

本文从一个最早的例子——Einstein关系,到Callen和Welton及Kubo公式,简述了涨落耗散定理形成和发展的历史,阐明了这个在统计物理学中占有重要地位的定理的物理实质,并列举了它在各个领域一些应用实例,通过这些具体例子,记述了涨落耗散定理与线性响应理论、广义Langevin方程、非平衡统计力学等的关系。     

简并谱的涨落统计特征分析

通过引入权重的方式,使简并谱的积累函数形式上连续递增,并用带权重的多元线性拟合提取涨落谱,由此建立了一套适用于分析简并谱的ＮＮＳ分布、谱刚度、能谱分维函数等涨落统计特征的方法,并具体分析了Ｈ２Ｏ、ＮＨ３及ＣＨ４分子的振动能谱进行涨统计特征分析：发现它们的规则谱和约化非简并谱的涨落统计特征均已非Ｐｏｉｓｓｏｎ化;而且约化非简并谱的非Ｐｏｉｓｓｏｎ化程度较规则谱明显,即前者的能级斥力较后者大;此外,随     

化学反应体系中涨落的时间空间关联(Ⅱ) 非线性系统的临界行为

根据文献[4]所发展的理论,讨论了涨落波对非线性化学反应体系临界行为的影响,本文进一步发展了一般的分支理论,使之能应用于涨落波,并能利用涨落波展开来消除临界点上某些系数发散的问题,作为具体对象,仔细讨论了三分子反应模型均匀定态的稳定性(包括考虑压力效应),并在一种简单情况下讨论了密度及其涨落出现空间结构的可能性。还指出,在考虑涨落波后,有可能出现这种情况,即虽然平均密度出现结构,但由于涨落太大,实际上观测不到,仍是无序的。     

中子裂变链统计涨落问题的数值计算方法

研究了弱中子源驱动下,裂变系统中子裂变链统计涨落问题的数值计算方法。进行了数值计算建模、数值方法分析、数值计算检验、一类问题概率分布函数的统计涨落特征量的数值计算示范。特例数值检验表明:只要数值解方程组阶数(截断) N足够大,数值解满足归一(守恒) 律、指数增长律,并与精确解析解一致。对于非定常裂变系统中子裂变链统计涨落问题提出了一维等效模型下数值模拟的方法。     

多孔介质对流干燥外部传热传质的非平衡热力学理论

从非平衡热力学理论出发,以广义热力学力作为传质过程驱动势,建立了描述多孔介质恒速干燥阶段外部对流传热传质过程的热力学理论模型,并进行了数值计算,计算值与已有的实验数据吻合较好;同时,还将计算结果与传统的理论进行了比较,结果表明,非平衡热力学理论更能反映过程的物理本质。     

化学反应体系中涨落的时间空间关联(Ⅱ)——非线性系统的临界行为

根据文献[4]所发展的理论,讨论了涨落波对非线性化学反应体系临界行为的影响,本文进一步发展了一般的分支理论,使之能应用于涨落波,并能利用涨落波展开来消除临界点上某些系数发散的问题,作为具体对象,仔细讨论了三分子反应模型均匀定态的稳定性(包括考虑压力效应),并在一种简单情况下讨论了密度及其涨落出现空间结构的可能性。还指出,在考虑涨落波后,有可能出现这种情况,即虽然平均密度出现结构,但由于涨落太大,实际上观测不到,仍是无序的。 关键词：     

能谱涨落统计特征稳定性分析

通过引入权重,并用一能级数等于简并谱的无趋向性序列为标准去衡量 简并邻间距谱的趋向性,由此建立分析简并谱涨落统计特征稳定性的MKS无参量试验法;根 据该方法,具体分析、比较了H2O分子低激发态与高激发态振动能谱涨落统计特征,找出 了从低激发态向高激发态过度时涨落统计特征明显改变点。     

激光与靶非平衡耦合的数值模拟

对激光与高Z靶耦合主要物理过程,其中包括激光吸收,电子热传导,等离子体运动,非平衡原子物理,X光转换和辐射输运等现象的数值模拟作了全面的概括性描述。提出了总体微分方程组,建立了差分计算格式和求解方法,给出了程序数值计算的结果。     

化学反应的统计理论

本文试图建立化学反应体系涨落的统计理论。我们从刘维方程出发,利用含时间的投影算子技术,得到密度涨落的分布函数及特征函数所满足的方程。基本结果与我们唯象理论的广义Master方程一致。最后讨论了统计理论对唯象理论的修正项及其对涨落波谱的影响。 关键词：     

布朗运动理论及其在复杂气候系统研究中的应用

文章将从非平衡态统计物理发展和应用的角度,介绍德国科学家哈塞尔曼荣获2021年诺贝尔物理学奖的研究工作——基于布朗运动理论,建立了描述气象(天气)影响气候长期演化的随机气候学模型,并建立了寻求影响气候主因的最优指纹方法,从而能够分辨出人类活动和自然界局部改变对气候这一复杂系统的影响。哈塞尔曼的工作本质上是理论物理在实际复杂系统领域的成功应用,他采用的基础物理方法——布朗运动理论是我国杰出女物理学家王明贞和其导师乌伦贝克在20世纪40年代基于爱因斯坦的工作发展起来的[1,2]。文章将介绍布朗运动理论的发展及其相关的非平衡统计物理思想的当代发展,以展示哈塞尔曼如何把相关的物理理论巧妙地用于气候长期预测的实际应用研究：(1)建立了快变的局部“气象”变量涨落通过耗散涨落关系影响缓变的整体气候变量的基础理论;(2)通过最优指纹方法,寻找局部“噪音”和外驱动力影响气候演化的关键要素。