Statisztikus mechanika

Előszó

A makroszkopikus testek helyzetváltozásának - a mechanikai mozgásnak - törvényeit már a XVII. században felismerték. A természeti jelenségek egy részét már ekkor egyértelműen leírták matematikai törvényekkel. Sokáig a mechanikát tekintették a természettudományok alapjának: egy jelenséget akkor értettek meg, ha azt sikerült visszavezetni mechanikai törvényekre.
A "mechanikai világképben" az első nehézséget a hőjelenségek értelmezése okozta: a hőmérsékletet nem lehetett visszavezetni mechanikai alapmennyiségekre (hosszúságra, időre, tömegre). A hőerőgépek felhasználása és a kémia egyaránt sürgette a magyarázatot: így alakult ki a XIX. században a fenomenologikus termodinamika. A termodinamika főtételeit nem a Newton-féle axiómákból vezették le, így azok a mechanikán kívül álló, attól független törvényrendszert alkotnak. A termodinamikában leírt kémiai folyamatok pedig éppen olyan fontos természeti törvények, mint a mechanikai mozgásformák.
A XVIII. század végén és a XIX. század elején a fizikusok már az anyagot alkotó parányi testecskék - az atomok - mechanikai mozgására vezették vissza a hőjelenségeket. Előbb Maxwell, majd Boltzmann (a XIX. század második felében) az atomok mozgására alkalmazták a matematikai statisztika módszereit, és ezzel magyarázták a termodinamika főtételeit. A pontos statisztikus értelmezés Planck-tól ered. A statisztikus mechanika leírja, hogy miként alakítják ki az anyagban végbemenő mikroszkopikus folyamatok az anyag közvetlenül megfigyelhető tulajdonságait. Kezdetben úgy tűnt, hogy most is a mechanikai természetfelfogás diadalmaskodott: sikerült a hőtani-kémiai jelenségeket is mechanikai mozgásként leírni és magyarázni. Vissza