非平衡態(tài)熱力學(xué)和流體力學(xué)形式邏輯分析

內(nèi)容概要

《20世紀(jì)基礎(chǔ)科學(xué)邏輯檢查系列:非平衡態(tài)熱力學(xué)和流體力學(xué)形式邏輯分析》匯集了著者自2005年末起開始書寫，涉及20世紀(jì)“非平衡態(tài)熱力學(xué)”的邏輯反思，針對(duì)西方主流科學(xué)世界近期含蓄提出對(duì)“流體力學(xué)基本方程”所作反思重新反思的文章。除了注重于形式邏輯方面的分析，指出習(xí)慣陳述中實(shí)際存在的若干邏輯悖論以外，貫串全書，始終申述這樣兩個(gè)主題：首先，科學(xué)陳述必須邏輯自洽，而邏輯自洽的科學(xué)陳述就必須符合物質(zhì)第一性原則，任何缺失“實(shí)體論”可靠基礎(chǔ)的陳述不僅流于空洞，還必然因?yàn)橄鄳?yīng)缺乏必要的制約而充斥矛盾和悖謬；其次，人類的認(rèn)識(shí)體系永遠(yuǎn)只可能在“批判性繼承和承繼性批判”的進(jìn)程中得以逐步深化，因此，只有努力讀懂前人的書，并認(rèn)真尋找和發(fā)現(xiàn)矛盾所在，才可能真正有所創(chuàng)新。

書籍目錄

Ⅰ20世紀(jì)“非平衡態(tài)熱力學(xué)”的形式邏輯反思 1熵增原理和熵增率極小原理的辯證統(tǒng)一——“非平衡態(tài)熱力學(xué)”研究的一個(gè)導(dǎo)引性分析 1.1引言 1.2熱力學(xué)“有限論域”及其“子域”與宏觀意義“復(fù)雜現(xiàn)象”的抽象界定 1.2.1熱力學(xué)描述“有限論域”的界定 1.2.2熱力學(xué)描述若干“子域”的引出 1.2.3熱力學(xué)“定態(tài)”與宏觀表象“復(fù)雜現(xiàn)象”以及相關(guān)“補(bǔ)充判據(jù)”命題的提出 1.2.4宏觀表象的“均勻非恒?！边^(guò)程 1.3熱力學(xué)第一定律——能量轉(zhuǎn)換與守恒定律的邏輯審查 1.3.1關(guān)于如何界定“熱力學(xué)”的若干前提性反思 1.3.2能量守恒定律的“邏輯基礎(chǔ)”考辨 1.3.3能量守恒定律內(nèi)蘊(yùn)“普適性”意義的邏輯基礎(chǔ) 1.3.4能量守恒定律“有限論域”的變異及其與質(zhì)能變換關(guān)系“無(wú)矛盾性”的闡釋 1.4熱力學(xué)“熵函數(shù)”概念的若干必要澄清 1.4.1熱力學(xué)“熵函數(shù)”的重新引入 1.4.2熵的“統(tǒng)計(jì)力學(xué)”詮釋 1.4.3熵函數(shù)的引出與“可逆過(guò)程”無(wú)關(guān) 1.5Gibbs—Duhem方程 1.5.1Gibbs—Duhem方程的構(gòu)造 1.5.2Gibbs—Duhem方程“一般性”意義的重新闡釋 1.5.2.1熱力學(xué)“基本方程”的“普適性”意義 1.5.2.2熵的“不確定性”疑難 1.5.2.3Clausius“熵增原理”的杜撰和熱力學(xué)體系“確定性”需求的反思 1.5.2.4質(zhì)疑Gibbs—Duhem方程“普適性”意義之思維基礎(chǔ)的理性追思 1.6熵的“極大值”原理——熱力學(xué)系統(tǒng)“復(fù)雜恒定狀態(tài)”的判別準(zhǔn)則 1.6.1命題相關(guān)背景的補(bǔ)充陳述 1.6.2揭示經(jīng)典熱力學(xué)“平衡判據(jù)”期望表達(dá)的物理內(nèi)涵以及隱含的形式邏輯不當(dāng) 1.6.2.1揭示經(jīng)典熱力學(xué)“平衡判據(jù)”期望表達(dá)的物理內(nèi)涵與顯存的“表觀”合理性 1.6.2.2經(jīng)典熱力學(xué)“平衡判據(jù)”隱含的諸多邏輯不當(dāng) 1.6.2.3用于離散復(fù)合系統(tǒng)的“熵極大值”原理 1.6.2.4復(fù)合系統(tǒng)“熵極大值”原理的若干補(bǔ)充闡釋 1.6.3呈現(xiàn)“復(fù)雜現(xiàn)象”宏觀物質(zhì)“定態(tài)封閉系統(tǒng)”的“熵極大值”原理 1.6.4宏觀物質(zhì)“熵極大值”判據(jù)與物理學(xué)“最小作用”原理的邏輯一致性 1.7熵的“極小增加率”原理——熱力學(xué)系統(tǒng)“復(fù)雜恒定運(yùn)動(dòng)”的判別準(zhǔn)則 1.7.1宏觀物質(zhì)“復(fù)雜運(yùn)動(dòng)”的形式界定 1.7.2呈現(xiàn)“復(fù)雜現(xiàn)象”宏觀物質(zhì)“定態(tài)開口系統(tǒng)”的“極小熵增率”原理 附：若干與“形式邏輯”相關(guān)的“流體力學(xué)”補(bǔ)充闡釋 1.7.3關(guān)于宏觀力學(xué)“極值判據(jù)”的歷史性回顧和小結(jié) 附：關(guān)于“極值原理”的補(bǔ)充闡述 1.8結(jié)束語(yǔ) 附：關(guān)于“熱力學(xué)”研究“方法論”的回顧與綜述 參考文獻(xiàn) 2Prigogine“最小熵產(chǎn)生原理”的否定性證明——20世紀(jì)“非平衡態(tài)熱力學(xué)”形式邏輯反思之一 2.1邏輯審查“最小熵產(chǎn)生原理”的一般性背景 2.2若干與“最小熵產(chǎn)生原理”相關(guān)概念的澄清 2.2.1正視“非平衡態(tài)熱力學(xué)”眾多基元概念的邏輯紊亂 2.2.2正視與“最小熵產(chǎn)生原理”相關(guān)的諸多“結(jié)構(gòu)性”邏輯不當(dāng) 2.2.2.1“定態(tài)”的不確定性及其引起的“循環(huán)定義”問題 2.2.2.2為“定常熱傳導(dǎo)”設(shè)置的“偽科學(xué)”命題及其引起的“無(wú)效論證”問題 2.3關(guān)于“非平衡態(tài)熱力學(xué)”為定常熱傳導(dǎo)所構(gòu)造“變分問題”的介紹 2.4揭示deGroot證明中的大量邏輯不當(dāng)問題 2.4.1唯象系數(shù)認(rèn)定的前提性悖論 2.4.2泛函極值“極性判定”的錯(cuò)誤 2.4.3蛻化為“絕熱系統(tǒng)熵極大值原理”的另一個(gè)悖論性推論 2.5證明結(jié)構(gòu)中的“循環(huán)邏輯”失當(dāng) 附：關(guān)于“審稿意見”的簡(jiǎn)單說(shuō)明 參考文獻(xiàn) 3現(xiàn)代“非平衡態(tài)熱力學(xué)”若干“悖論性”認(rèn)識(shí)前提——20世紀(jì)“非平衡態(tài)熱力學(xué)”形式邏輯反思之二 3.1一個(gè)相關(guān)背景的簡(jiǎn)單說(shuō)明 3.2“不可逆性”悖論 3.2.1熵作為“狀態(tài)參數(shù)”必須滿足的“確定性”要求 3.2.2Clausius“熵增原理”造成形式量不具“確定性”意義的問題 3.2.3熵在能量傳遞形式表述中的“平凡性”意義 3.3熱力學(xué)“平衡態(tài)”和熱力學(xué)“可描述態(tài)”的重新界定 3.3.1以熱力學(xué)“平衡態(tài)”劃界的邏輯不當(dāng)與“局部平衡態(tài)”假設(shè)的虛妄 3.3.2熱力學(xué)描述“有限論域”的擴(kuò)張與“熱力學(xué)態(tài)”概念的重新界定 附：不滿足“大數(shù)粒子”集合要求的“準(zhǔn)熱力學(xué)”描述 3.4“熵產(chǎn)和熵流”杜撰 3.4.1提出“熵產(chǎn)和熵流”的基本思想 3.4.2杜撰“熵產(chǎn)和熵流”概念的“偽科學(xué)”本質(zhì) 3.5經(jīng)典表述“熵極值原理”面對(duì)的“空言性”困惑 3.6“耗散結(jié)構(gòu)”明顯存在的邏輯倒置 參考文獻(xiàn) 4定態(tài)導(dǎo)熱系統(tǒng)“熵極值原理”的重新構(gòu)造——20世紀(jì)“非平衡態(tài)熱力學(xué)”形式邏輯反思之三 4.1引言 4.2絕熱系統(tǒng)“熵極大值原理”形式表述的重新構(gòu)造 4.3若干推論和思考 4.3.1對(duì)“最小熵產(chǎn)生原理”的再次否定 4.3.2熵極大值原理的“一般性”意義 4.3.3熵極大值原理和能量平衡方程“相容性”和“獨(dú)立性”的辯證統(tǒng)一 4.3.4宏觀物質(zhì)溫度場(chǎng)分析中“熵極大值”原理作為物理學(xué)“獨(dú)立陳述”必需的邏輯前提 4.3.5關(guān)于“熵極大值”原理“應(yīng)用前景”的附加分析 參考文獻(xiàn) 5導(dǎo)熱微分方程“變分問題”的構(gòu)造與熱力學(xué)封閉系統(tǒng)“熵極大值原理”的一般分析——20世紀(jì)“非平衡態(tài)熱力學(xué)”形式邏輯反思之四 5.1一般導(dǎo)熱微分方程變分問題的構(gòu)造 5.2定態(tài)溫度場(chǎng)泛函極值物理內(nèi)涵的探討 5.3閉口系統(tǒng)“熵極大值”原理的“一般性”意義 5.3.1否定強(qiáng)加于閉口系統(tǒng)“熵極大值”原理的“絕熱條件”限制 5.3.2閉口系統(tǒng)“熵極大值”原理作為的“獨(dú)立性”分析 5.3.3閉口系統(tǒng)“熵極大值”原理的限制 參考文獻(xiàn) 6最簡(jiǎn)“泛函極值”問題的“不變性”表述 6.1空間域標(biāo)量場(chǎng)的“最簡(jiǎn)泛函”問題與Euler方程的構(gòu)造 6.1.1恰當(dāng)“函數(shù)族”的提出 6.1.2張量形式的Euler方程 6.2關(guān)于與Laplace方程相關(guān)的簡(jiǎn)單示例 6.3不變性表述的客觀性內(nèi)涵和易推廣特點(diǎn) 6.3.1矢量函數(shù)的“最簡(jiǎn)泛函”問題 6.3.2標(biāo)量函數(shù)的“非最簡(jiǎn)泛函”問題 6.4綜述 參考文獻(xiàn) 7關(guān)于Prigogine“耗散結(jié)構(gòu)”理論一個(gè)必要的“否定性”補(bǔ)充交代 7.1若干錯(cuò)誤概念的澄清 7.1.1“耗散結(jié)構(gòu)”與“自組織現(xiàn)象” 7.1.2Prigogine“自組織現(xiàn)象”概念的空洞性和虛妄性 7.1.3內(nèi)蘊(yùn)于“耗散結(jié)構(gòu)”的平庸性與“最小作用原理”的普適性意義 7.1.4不可逆性與時(shí)間 7.1.5非線性與失穩(wěn) 7.2關(guān)于“耗散結(jié)構(gòu)”研究沉渣泛起的一個(gè)歷史性反思 7.2.1當(dāng)代眾多“偽科學(xué)”命題的主要特征 7.2.2支撐當(dāng)代“偽科學(xué)”命題持續(xù)存在的“市場(chǎng)需求”基礎(chǔ) 參考文獻(xiàn) Ⅱ流體力學(xué)“理性重構(gòu)”及其應(yīng)用的若干進(jìn)一步思考 8經(jīng)典流體力學(xué)Navier—Stokes方程的“存在性”質(zhì)疑及其反思 附文1 附文2 9流體力學(xué)理論基礎(chǔ)研究提綱 9.1相關(guān)背景的大概交代 9.2流體力學(xué)基礎(chǔ)研究現(xiàn)狀的一般性思考 9.3Navier—Stokes方程形式基礎(chǔ)和物理內(nèi)涵的重新界定 9.3.1構(gòu)造流體力學(xué)“一般性動(dòng)力學(xué)方程”形式基礎(chǔ)的重新認(rèn)定 9.3.2變形、流動(dòng)和“渦”的物理內(nèi)涵 9.3.3Euler方程“客觀性”、多區(qū)模型及宏觀物質(zhì)“復(fù)雜運(yùn)動(dòng)”一致性 9.4流體力學(xué)“動(dòng)力學(xué)速度邊界條件”的重新提出 9.5繞流體“最佳型線”命題的提出 9.6壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)“耦合模型”的重新構(gòu)造 9.7流場(chǎng)“多區(qū)模型”的提出和合理構(gòu)造 附文 簡(jiǎn)單評(píng)述 10速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)“耦合模型”的流體力學(xué)分析 10.1相關(guān)背景的大概交代 10.2引言 10.3Navier—Stokes方程的形式基礎(chǔ)及其物理內(nèi)涵的重新界定 10.3.1重構(gòu)粒子系統(tǒng)“一般性動(dòng)力學(xué)方程”的簡(jiǎn)單介紹 10.3.2運(yùn)動(dòng)中宏觀物質(zhì)的“動(dòng)量不守恒”問題與流體黏性阻力的“動(dòng)量輸運(yùn)機(jī)制”的提出 10.3.3流體力學(xué)“連續(xù)性方程”的重新詮釋 10.3.4經(jīng)典流體力學(xué)“基本方程”的重新推導(dǎo) 10.4流體力學(xué)若干“基元概念”的澄清 10.4.1建構(gòu)流體力學(xué)理論體系的“方法論”反思 10.4.2動(dòng)量方程“守恒形式”物質(zhì)基礎(chǔ)與“物質(zhì)導(dǎo)數(shù)”合理性的反思 10.4.3流體力學(xué)“宏觀表象參數(shù)”的重新認(rèn)定 10.5現(xiàn)代流體力學(xué)基礎(chǔ)研究中的若干基本命題 10.5.1流體力學(xué)的“動(dòng)力學(xué)”邊界條件 10.5.2繞流體“最佳型線”的提出 10.6壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)“耦合模型”的提出與分析 10.6.1相關(guān)“邏輯背景”的邏輯反思 10.6.2壓力場(chǎng)與速度場(chǎng)“耦合模型”的構(gòu)造 10.6.3壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)“耦合模型”的若干附加詮釋 10.6.4一個(gè)單稱的簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型 10.7一篇相關(guān)文獻(xiàn)的介紹以及若干問題的補(bǔ)充討論 10.7.1兩種處理方案不同“物理背景”的論述 10.7.2邊值問題的形式“完備性”問題 10.7.3普適性“物質(zhì)守恒”定律與流體力學(xué)中“連續(xù)性方程”的物理失真問題 10.8結(jié)束語(yǔ) 參考文獻(xiàn) 11固壁處“無(wú)滲透”邊界條件的邏輯否定與另一種形式“動(dòng)力學(xué)”邊界條件的重新構(gòu)造 11.1功率消耗形式表述中的“壓差阻力缺失”反常 11.2固壁處“無(wú)滲透”必要條件的邏輯否定 11.2.1隱含于繞流體“駐點(diǎn)”經(jīng)典定義中的邏輯反常 11.2.2固壁處“宏觀表象速度”物理內(nèi)涵的重新界定 11.2.3繞流體“駐點(diǎn)”概念的重新定義 11.2.4繞流體“駐點(diǎn)”處的若干流動(dòng)特征 11.3關(guān)于壓力場(chǎng)“邊界條件”的一般性思考 11.3.1珍惜Prandtl留下的一份歷史遺產(chǎn) 11.3.2壓力場(chǎng)“邊界條件”的“一般性”表述 11.4繞流體“功率消耗”形式表述的重新構(gòu)造 11.5關(guān)于流體力學(xué)“理論模型”的一種“方法論”檢討 參考文獻(xiàn) 附錄流體力學(xué)一般性動(dòng)力學(xué)方程的邏輯再構(gòu)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   不難看出，對(duì)于這個(gè)習(xí)慣稱作Clausius表述的熱力學(xué)第二定律，邏輯上需要涉及或隱含“三個(gè)不同物體——作為傳熱邏輯主體的高低溫物體，以及承受其他影響的整個(gè)物質(zhì)環(huán)境”的共同存在。因此，如果仍然從形式邏輯的角度考慮，由此根本不可能針對(duì)“單個(gè)”物質(zhì)對(duì)象邏輯地給出通常所說(shuō)的“不等式”結(jié)論，即它告訴人們：一個(gè)形式系統(tǒng)中形式量的“邏輯主體”不具確定性意義，將必然導(dǎo)致整個(gè)形式系統(tǒng)出現(xiàn)邏輯紊亂。 在經(jīng)典熱力學(xué)中，習(xí)慣上只是將一個(gè)稱作滿足“熱力學(xué)平衡態(tài)”要求的宏觀物質(zhì)集合界定為形式系統(tǒng)的邏輯主體，此時(shí)無(wú)需也無(wú)法談?wù)撊魏闻c“方向性”相關(guān)的命題。不僅如此，如果從“物理真實(shí)”重新考慮，歸結(jié)于宏觀物質(zhì)的“粒子集合”本質(zhì)，無(wú)論是涉及“做功”還是“傳熱”現(xiàn)象，在所有相關(guān)的狀態(tài)參數(shù)之間，其實(shí)同樣隱含某種單向的“方向性”特征：由此推知，即使從經(jīng)典熱力學(xué)希望表達(dá)的“方向性”特征考慮，熵與體積，壓力和溫度，它們?cè)谶壿嬌先匀粦?yīng)該處于幾乎完全同等的地位。因此，何至于像Clausius當(dāng)初所做，必須特別賦予同為某“單個(gè)”宏觀物質(zhì)對(duì)象狀態(tài)參數(shù)的“熵”以一種其他狀態(tài)參數(shù)沒有的“自發(fā)增大”意義呢？其實(shí)，經(jīng)典熱力學(xué)中出現(xiàn)的這種“思維不對(duì)稱”反常，根本淵源于“知識(shí)不對(duì)稱”的歷史真實(shí)。Clausius時(shí)代的人們，才剛剛開始懂得如何根據(jù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，使用現(xiàn)代科學(xué)語(yǔ)言的方法，思考如何形式地表現(xiàn)與“熱”相關(guān)的現(xiàn)象。因此，諸多不當(dāng)?shù)娜藶榇y(cè)終究難以避免。當(dāng)然，如果從人類逐步深化認(rèn)識(shí)的歷史真實(shí)考慮，類似于此的“思維不對(duì)稱”屢見不鮮，恰恰應(yīng)該視之為是一種平凡或正?，F(xiàn)象。 事實(shí)上，如果從哲學(xué)的“認(rèn)識(shí)論”角度重新思考，人們不難發(fā)現(xiàn)在“熱力學(xué)認(rèn)識(shí)困惑”的背后往往存在一種更為深刻和普遍的歷史背景和文化淵源?；蛘哒f(shuō)，主要由西方人建構(gòu)的現(xiàn)代自然科學(xué)體系之所以陷入背離邏輯、放棄理性的空前認(rèn)識(shí)困惑之中，其根本原因在于：西方知識(shí)社會(huì)中的許多人總喜好妄談“普適真理”之類虛假命題，不愿意正視知識(shí)體系“有限論域”的存在，不具如何對(duì)思想所及自覺作“自我約束”的理性意識(shí)。

編輯推薦

《20世紀(jì)基礎(chǔ)科學(xué)邏輯檢查系列:非平衡態(tài)熱力學(xué)和流體力學(xué)形式邏輯分析》可供從事基礎(chǔ)數(shù)學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)、熱力學(xué)和流體力學(xué)基礎(chǔ)研究的科學(xué)和哲學(xué)工作者、教師和大學(xué)生參考。

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