热力学定律.doc

7：从月球轨道运动到赵兴龙推理对我们的启发我在上篇论文科学的真理在哪里？一文介绍了，月球轨道不符合力学运动的规律，但这种情况又是存在的。同样，在力学中还有三体运动不能解的,还宇宙的膨胀速率、宇宙物质的平均密度、真空的能量等一系列问题的存在。这说明了当代基础科学是不完备的。一、解释赵兴龙问题的思考方法赵兴龙先生提出的课题：等边四角形通过一条辅助线证明其对角相等，而这辅助线的存在不存在，并不影响命题的成立。根据热力学第二定律：假如有一个绝对零度的环境，那么就有%热效率的热机。赵仿效等边四角形的逻辑推出以上结论：没有绝对零度的环境也有%的热机。是一个极好的课题，它的好处点是将热力学定律和数学逻辑联系到了一起，击中了基础科学的要害。也就是在问“熵”是什么？“熵”是从现象学中提出来的，18世纪热机的应用，自然引起科学家对热机效率发生了兴趣，“熵”概念就是针对这一问题产生的概念。“熵”的概念出现之后，又一个重要的概念出现了，是在1928年哈莱特提出了“信息”的定义。信息数量的大小仅与发信者在字母表中对字母的选择方式有关而与信息的语义无关。在此基础上，它导出了第一个信息度量的公式。H=logSn=nlogS （1）在哈莱特概念的基础上仙农提出了信息的概率统计的概念，它的公式是：H( X )=-PilogPj（2）式中X随机实验次数，Pi是Xi出现的概率。公式（2）为平均不肯定度。信息概念的出现引起了科学家的关注，20世纪60年代出现了一系列关于熵与信息联系的概念。例如，艾什比曾在组合型实验中引入了变异度的概念，布里渊论证了信息的负熵原理，并由此成功地驱除了向热力学第二定律挑战的麦克斯韦妖。另一方面，欣钦、法捷耶夫以及范因斯坦等人在数学概率熵公式的唯一性定理和公理化结构进行了严格的论证。后来又由许多学者又陆续提出了不完备的概率空间熵的概念，补充和完善仙农的熵公式。信息和熵联系到一起，这是人们在认识论上的重大突破。但是它又如何与热力学联系到一起呢？这时普里高津的耗散结构理论出现了。dS=deS+ diS（3） （熵流）（熵产生）在这之后，系统科学似乎进入了一个低潮，科学家兴趣集中在基本粒子、暗物质的研究上去。希冀于用实验手段回答可能世界解释的问题。而更为热烈的讨论集中在社会科学上，也就是，西方社会的自然观、价值观是否是人类社会发展的唯一方向问题。赵兴龙先生推翻热力学设想，不是一个另类，而正是科学探索路上，人类必须要经过的路径。赵先生从热力学基本公式出发：dQ/T=0，提出当T=1时，热机效率就完全发挥出来了。他又设立了一个逻辑假设：没有辅助线的等边四边形的对角仍然相等。热力学定律是建立在实验基础上的，我们无法判断它的对错。而几何关系真实的摆在哪里，是无可辩驳的问题。也就是说，你如果驳不倒赵先生的几何逻辑，那么热力学第二定律就真的可疑了，这可是基础科学的重大难点。由这个问题，引发我们一个回想。欧几几何第五公设，引起2000多年的科学大讨论，最后在两种非偶几何的出现之后，这一争论停止了。但是，欧几几何第五公设的问题解决了吗？实质上，三种几何的同时存在，以及后面出现的更多几何学说，例如，拓扑学、分形数学等等。它们只能说明一个问题，数学没有真理，只有公理。深刻来讲，客观世界没有真理存在，只有相对性的原则。由此看来，赵先生的发问，不仅是个简单的科学课题。而是深刻的科学哲学课题，是我们不能忽视的问题。显然，我们必须跳出现有的数学框架，从更宽的视野中寻找赵先生课题的答案。赵先生的课题关系到：热力学、熵、信息、数学诸多概念。如何将它们放到统一的逻辑框架内，给出合理的解答。寻找