吉布斯悖论

✍ dations ◷ 2025-12-05 09:10:27 #物理学悖论,粒子统计学,热力学熵

热力学中的吉布斯悖论（又称吉布斯佯谬）是由美国物理学家约西亚·吉布斯提出来的。吉布斯悖论一直是统计力学和量子力学的学科发展中的一个重要议题。

混合当然是指不同物质的混合。相同的物质放在一起就不叫混合了。混合熵的计算数值是一定的，无论两种物质 A 和 B 仅仅有些微差别还是差别很大。当两种物质仅仅有些微差别时混合过程仍然有所谓混合熵。当两种物质完全相同时混合熵的计算数值为零。混合熵随A和B的相似程度的变化是不连续的。

对这个佯谬的解释是，当气体不同时，不论其程度如何，原则上是有办法把它分开的，因此混合有不可逆的扩散发生。但如果两气体本来就是一种气体的两部分，则混合后是无法再分开复原的。因此在理论上并无矛盾。对吉布斯悖论中的混合熵随A 和B的相似程度的变化的不连续性有多种解释。

真要解吉布斯悖论就必须证明混合熵实际上是连续变化的。约翰·冯·诺伊曼 (John von Neumann)提出混合熵随A和B的相似程度的变化而连续地变为零。

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