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===统计物理的精髓：观察者的信息===

===统计物理的精髓：观察者的信息===

　　量子物理通过测量把隐藏在幕后的观察者搬到了前台，这是毋庸置疑的。但是，当我说统计物理其实也隐藏着对观察者测量作用的描述的时候，恐怕很多读者就会不同意了。实际上，我们将会看到，统计物理学之父——玻尔兹曼的一个最大的贡献就在于他发明了基于观察者的粗粒化方法，从而最终发现了观察者测量作用的一个非常重要的结果：忽略信息。<br>

量子物理通过测量把隐藏在幕后的观察者搬到了前台，这是毋庸置疑的。但是，当我说统计物理其实也隐藏着对观察者测量作用的描述的时候，恐怕很多读者就会不同意了。实际上，我们将会看到，统计物理学之父——玻尔兹曼的一个最大的贡献就在于他发明了基于观察者的粗粒化方法，从而最终发现了观察者测量作用的一个非常重要的结果：忽略信息。<br>

　　在这里，我们不对统计物理的细节进行过多说明，感兴趣的读者请参看我曾经写过的科普文章：[[生命之流(5)——连接上帝的纽带-熵]] 。我只是想引起大家注意的是，玻尔兹曼为了推导出气体分子的速度分布规律，引入了一种被后来称之为粗粒化方法（Coarse graining）的操作。如下面的两幅图所示：<br>

 

[[File:xtzdgcz3_23.gif|图3-10|居中]]<br>

 

在这里，我们不对统计物理的细节进行过多说明，感兴趣的读者请参看我曾经写过的科普文章：[[生命之流(5)——连接上帝的纽带-熵]] 。我只是想引起大家注意的是，玻尔兹曼为了推导出气体分子的速度分布规律，引入了一种被后来称之为粗粒化方法（Coarse graining）的操作。如下面的两幅图所示：<br>

　　如图，假如有6个小球分布在若干容器里（有3种状态）。由于我们观测系统的试验仪器分辨率很粗糙，不能精确的定位每一个小球处在哪一个小格子里。所以，我们只能观察到有多少个球在容器的黑线左边，多少个小球在黑线右边，所以只能得到如下图所示的三种对应的宏观状态：<br>

[[File:xtzdgcz3_23.gif|图3-10 气体的微观态|thumb|居中]]<br>

[[File:xtzdgcz3_24.gif|图3-11|居中]]<br>

如图，假如有6个小球分布在若干容器里（有3种状态）。由于我们观测系统的试验仪器分辨率很粗糙，不能精确的定位每一个小球处在哪一个小格子里。所以，我们只能观察到有多少个球在容器的黑线左边，多少个小球在黑线右边，所以只能得到如下图所示的三种对应的宏观状态：<br>

<center>图3-11　　气体的宏观态</center><br>

[[File:xtzdgcz3_24.gif|图3-11 气体的宏观态|居中|thumb]]<br>

显然，通过宏观态，我们就能够得到对系统更加粗糙的描述，因此这样一种从微观过渡到宏观的过程也被称之为粗粒化过程。玻尔兹曼在讨论这样一种粗粒化过程的时候完全没有提观察者的事儿，但我们现在知道，其实这种从微观到宏观的过度就是观察者选择了不同的尺度来观察系统，而得到的不同描述恰恰正是观察者测量之后所获得的信息。<br>

　　在以往对统计物理的解释中，观测被称之为一种忽略信息的过程（参见：[[生命之流(5)——连接上帝的纽带-熵]]）。然而这种信息忽略的说法似乎并不准确，因为按照我们现在对观察的理解，整个世界完全是由观察者观测出来的结果，也就是说原则上来讲并不存在着微观态，那不过是我们捏造出来一种说法而已，所以得到的宏观态并不能说是一种忽略信息的结果，而应该纯粹看作是观察者进行信息获取的结果。统计物理的成功向我们展示了：正是这样一种信息的获取过程却能推导出整个宏观热力学的很多结果。<br>

 

 

在以往对统计物理的解释中，观测被称之为一种忽略信息的过程（参见：[[生命之流(5)——连接上帝的纽带-熵]]）。然而这种信息忽略的说法似乎并不准确，因为按照我们现在对观察的理解，整个世界完全是由观察者观测出来的结果，也就是说原则上来讲并不存在着微观态，那不过是我们捏造出来一种说法而已，所以得到的宏观态并不能说是一种忽略信息的结果，而应该纯粹看作是观察者进行信息获取的结果。统计物理的成功向我们展示了：正是这样一种信息的获取过程却能推导出整个宏观热力学的很多结果。<br>

===从强力法则到标度不变性===

===从强力法则到标度不变性===