独树一帜的统计物理理论——子动力学.pdf

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1、上海理工大学学报第34卷第2期J．UniversityofShanghaiforScienceandTechnologyVo1．34No．22012文章编号：1007—6735(2012)02—0118—20独树一帜的统计物理理论——子动力学毕桥，方锦清，刘杰(1．武汉理工大学理学院，武汉430070；2．中国原子能科学研究院核技术应用研究所，北京102413)摘要：介绍了子动力学基本思想，描述了子动力学基本框架与复谱的意义，并提出了相似网络的模型及扩张空间技术在反量子信息密码传输中的应用．关键词：予动力学；非平衡统计物理；复谱分解；相似网络；扩张空间中图分类号：0414．2文献标

2、志码：ASubdynamics-PeculiarBranchofStatisticalPhysicsTheoryBIQiao，FANGJin．qing，LIUJie1(1．ScienceSchool，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China2．ApplicationofNuclearTechnologyResearchInstitute，ChinaInstituteofAtomicEnergy，Beng102413，China)Abstract~Thebasicideaofsubdynamicswasbrieflyintroduce

3、d；thebasicframeofsubdynamicsandthemeaningofcomplexspectrumdecompositionweredescribed⋯Asimilarnetworkmodelwasproposedaswellandtheapplicationofexpandingspacetechniqueintheanti·encryptiontransmis—sionofquantuminformationWaspresented．，Keywords：吼c8；non-equilibriumstaticatphysics；complexspectral；cl侧

4、t；similarnetuvrk；expansionspace吉布斯建立的平衡态统计物理系综理论是统计可逆性及趋于平衡的过程起过重要作用．熵增加原物理发展史上的一个重要里程碑．对于能量和粒子理的微观统计解释表明，统计理论已从平衡态向非数固定的孤立系统，采用微正则系综；对于可以和大平衡态发展，已经从对某些宏观概念和规律的微观热源交换能量但粒子数固定的系统，采用正则系综；统计解释发展到对热力学第二定律这样的普遍规律对于可以和大热源交换能量和粒子的系统，采用巨作出微观统计解释，在对离平衡不太远以及平衡态正则系综．平衡态系综理论取得了巨大的成功，成为附近的非平衡过程现象的研究中，取得了许多

5、有意现代物理的重要基础之一．义的结果．但是，迄今非平衡态统计物理还远未达到非平衡态分布函数及其演化方程的建立，不仅成为一门成熟的学科的水准，还在继续发展和完善成为输运过程微观统计理论的基础，而且由它定义之中．的H函数及其遵循的H定理对理解宏观过程的不20世纪60年代以后国际上出现了著名的新三收稿日期：2012—02—13基金项目：国家自然科学基金资助项目(61174151)；中国原子能科学研究院院长基金资助项目(2011—20)．作者简介：毕桥(1957一)，男，教授．研究方向：非平衡统计物理，包括量子网络、量子信息．Email：biqiao@gmail．com第1期毕桥，等：独树

6、一帜的统计物理理论——子动力学119论：耗散结构理论、协同学和突变论．1969年，以比子是幺正的；另一方面，热力学第二定律指出，对于利时普利高津为首的布鲁塞尔学派，研究远离平衡一个孤立系统，其内部熵绝不会减少，似乎定义了一状态开放系统时提出非平衡热力学和统计物理学中个时间方向之矢，即AS≥0，S为熵．这一时间演化的耗散结构理论，用来研究远离平衡态的开放系统悖论告诉我们，仅仅靠现有的动力学方程不能解释从无序到有序的演化规律．1973年以后，原西德理万事万物的演化，这就是不可逆性佯谬．因而在建立论物理学家赫尔曼·哈肯发现不同系统之间共同存非平衡态统计物理理论时，首先面临的难题就是不在着

7、同一系统的要素之间的协同现象，创立了协同可逆性佯谬，它表现在微观动力学是可逆的而宏观论．1972年法国数学家RenThom提出突变论：统计热力学过程却是不可逆的．这个矛盾自波尔兹《结构稳定性和形态发生学》_2]．在自然界和人类社曼(1844-1906)以来一直困扰着很多物理学家．最会活动中，除了渐变的和连续光滑的变化现象外，还关键的问题之一就是Liouville方程能不能描述非存在着大量的突变和跃迁现象，如地震、海啸、战争平衡不可逆过程，如果不能，那么如何推广它成为描