统计物理

出处：按学科分类—自然科学总论 天津人民出版社《自然辩证法辞典》第674页（701字）

19世纪末建立的研究热运动规律的微观理论。

它的研究对象是由大量微观粒子构成的热力学体系，研究任务是体系的热运动规律，研究方法是对大量微观粒子做统计平均求得体系的宏观热力学量。统计物理包括平衡态统计物理和非平衡态统计物理两部分。平衡态统计物理是19世纪末和20世纪初由玻尔兹曼、吉布斯(Gibbs，j·w)和麦克斯韦等人在分子运动论的基础上建立起来的。统计物理在处理大量微观粒子做无规则运动的情况下，宏观体系是孤立的稳定状态(平衡态)，由大量粒子组成的微观状态是瞬息万变的，在等几率原理的假定下，系统内各个可能的微观状态在宏观条件一定时，出现的几率是相等的。

这是平衡态统计物理的一条基本原理。在等几率原理指导下，微观状态数出现最多的粒子数，称为最可几率分布，在这个状态下粒子数分布占有压倒的优势，玻尔兹曼把体系的粒子之间作用力忽略，称为近独立子系的系统，找出了玻尔兹曼统计分布律(也称经典统计分布，单个粒子假定为遵守经典力学运动规律)。

接着爱因斯坦和费米，按单个粒子遵守量子运动规律，找到了费米子分布律和玻色子分布律，以这三种分布律作权重统计平均，得出了宏观体系的热学性质，同热力学对立。1901年美国物理学家吉布斯，考虑微观粒子之间的相互作用不能忽略，引进相空间的概念，把每个微观状态看作空间的代表点，每个代表点看成一个子系，在给定宏观条件下，相空间的所有点组成一个系综，再对系综进行统计平均，得到系综函数，再进行统计计算，也得到跟热力学相同的宏观性质，称为统计物理的系综理论。

非平衡态统计物理和非平衡态热力学相对应的微观理论，正在蓬勃发展，尚不成熟。