终极物理规律？终极物理规律就是没有规律( 二 ) _物理

解释了理想气体状态方程的物理原理。我们得到的基本概念是：实际上，气体分子的运动是随机的、不规则的，而气体压力、体积、温度等宏观量之间的关系实际上是一个统计对应的物理理论，称为统计力学。系统所处的状态只不过是它最可能的状态。
从不规则到规则，大自然的神秘面纱似乎正在逐渐消失。
大量粒子（如空气）的物理规律可以用统计力学来研究，那么如何从更基本的原理推导出单个粒子的运动规律呢？例如，一个物体从一个点移动到另一个点，并且有无数条路径。为什么要走直线而不是绕几圈才能到达目的地？你可能会说，这是牛顿第一定律在起作用。但我们现在要问的正是为什么会有牛顿第一定律。如果这个问题不能回答，就会有人假设有一个总设计师。
事实上，如果我们研究微观粒子，比如电子，我们会发现它不是直线运动，而是可能偏离直线轨迹，这是牛顿力学无法解释的。经过研究，物理学家终于得出了一个惊人的结论：事实上，这个物体从起点到终点确实走过了所有的路径，包括在中间绕了几个大圈，再到终点。每条这样的路径的几率是相等的。在计算物体的运动时，必须考虑所有可能的路径。这在物理学上称为路径积分，剩下的就是用数学方法研究这个路径积分。

文章插图

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相关计算表明，当物体的质量很大时，一条路径最有可能，其他路径相互抵消。这条最可能的路径就是牛顿力学的路径。对于自由物体，它是一条直线。运动的。对于一般经典力学问题，物体的轨迹遵循作用原理。当很多人第一次接触到作用原理的时候，令人惊奇的是，运动的轨迹居然是这样预先确定的。现在我们看到经典的牛顿力学可以从路径积分推导出来。所谓路径积分，就是无限随机路径的叠加，每条随机路径出现的概率都是一样的。
牛顿力学只适用于宏观物体，路径积分的适用范围包括微观粒子，可以解释微观现象。它的数学形式与我们前面提到的统计力学非常相似。在经典物理学中，物体的轨迹是固定的和可预测的。使用路径积分，我们只能得到一个粒子出现在某个位置的概率，不能确定一个粒子会出现在某个位置，这与经典物理学的确定性完全不同。这个理论也被称为量子力学。
粒子可以走任意路径，即根本没有规律，推导出粒子最可能的路径，即得到规律。这是物理学的又一重大突破。
物理定律真的只是没有定律——从现代物理学的角度来看，卢克莱修的直觉非常接近现实。
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