Гипотеза молекулярного хаоса

Гипотеза молекулярного хаоса — предположение в статистической физике об отсутствии корреляций между состояниями сталкивающихся частиц. Это предположение было введено Джеймсом Максвеллом в 1867 году[1]. Это предположение, также называемое в работах Людвига Больцмана «гипотезой о числе столкновений» (нем. Stosszahlansatz), упрощает многие вычисления.

В частности, гипотеза молекулярного хаоса неявно играла ключевую роль в H-теореме Больцмана, полученной им в 1872[2]. Эта теорема, используя положения молекулярно-кинетической теории (кинетическое уравнение Больцмана), показывает, что энтропия газа необратимо возрастает по мере того, как сталкиваются молекулы газа.

Однако Иоганн Лошмидт заметил в 1876 году, что невозможно вывести необратимость процесса из симметричных по времени законов динамики (парадокс Лошмидта).

Разрешение этого парадокса было найдено в 1895 году. Оно заключалось в том, что скорости частиц после столкновения уже не являются независимыми. Предполагая, что можно игнорировать эту корреляцию, Больцман тем самым ввёл асимметрию времени.

Примечания

  1. ↑ Maxwell, J. C. On the Dynamical Theory of Gases // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. — 1867. — Vol. 157. — P. 49. — doi:10.1098/rstl.1867.0004.
  2. ↑ L. Boltzmann, «Weitere Studien über das Wärmegleichgewicht unter Gasmolekülen Архивная копия от 17 октября 2019 на Wayback Machine.» Sitzungsberichte Akademie der Wissenschaften 66 (1872): 275—370.

Ссылки