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 править

  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 править