| 可逆与不可逆 reversibility and irreversibility 标志自然过程方向性的物理概念。某一物质系统经过某一过程，由某一状态变到另一状态，如果存在另一过程，它能使物质系统和环境完全复原，即物质复原到原来状态，同时消除了原来过程对环境所产生的影响，则原来的过程称为可逆过程。反之，如果用任何方法都不可能使系统和环境完全复原，则原来的过程称为不可逆过程。在经典力学和量子力学中，牛顿运动方程和薛定谔方程表现的是可逆性。即它们都包含有时间，但不包含时间的箭头，时间仅仅是运动的一个几何参量，取正或取负都有相同的功能。在热学中，热总是自发地从高温部分传向低温部分，最后达到热平衡状态，描述这类热传导过程的是傅立叶方程，它刻画的是不可逆性。热力学第二定律揭示了过程的单向性，描述了时间的不可逆性。它指出，对于一个孤立系统中的不可逆过程，熵会随着时间的流逝而增大，从而把演化的概念引进了物理学。现代自然科学越来越多的揭示了自然界发展的方向性和时间的不可逆性，如天体的演化，地壳的变迁，生物的进化等等。20世纪以来，爱因斯坦的宇宙论预言了宇宙的进化，60年代普里高津的耗散结构理论进一步研究了远离平衡态的不可逆过程，更深刻地揭示了任何远离平衡的开放系统，其过程的时间流逝都是定向的、无限的;演化的历史因素成为不可忽视的研究对象。自然界所发生的一切过程，实际都是不可逆的。但是，在实践中又确实存在着可以用可逆过程加以处理的对象，诸如热力学中的等温过程、绝热平衡过程，力学中的单摆、弹性碰撞，天体的轨道运动等。这些可逆过程，只是从某种特定意义上相对地看才存在，是一种理想化的情况。研究物质系统的可逆与不可逆过程的性质、特点及其关系，能使人们认识事物运动发展的方向性。 |