Page 206 - 物质的绝对运动——相对论和量子力学的物理起源

序到有序的演化过程取决于序参量之间的竞争与协同。
协同论和耗散结构理论都试图用统一的数学模型描写各种不同的系统，以揭示有序结构

形成的一般机制。普利高津用热力学熵来衡量系统的有序度，哈肯则用序参量表示系统的有
序度。根据前面讨论的非线性的物质结构理论，有序结构的形成实际上是不可观察的非线性
物质和可观察的表观物质相互作用的结果。非线性物质使局部时空弯曲，形成负能势阱，而
表观物质在势阱中产生相干运动和相对运动，从而形成了各种有序结构。所以，系统的有序
度与非线性物质的存在及分布有关，表观物质的相对运动则倾向于破坏有序结构，使系统走
向无序。可参照哈肯的理论，将不可观察的非线性能量δE 定义为关联能量，将可观察的表
观能量 E 定义为运动能量。关联能量δE 产生相干运动，使系统的有序度增加；运动能量 E
产生相对运动，使系统的有序度降低。那么，热力学熵 S 与运动能量 E 成正比，而与关联
能量δE 成反比，即
E
S  （10.74）
 E

设比例系数为κ，则上式可写成
E
S  （10.75）
 E
根据上式可计算电子的热力学熵
E . 0 511 MeV
S e  E e   . 0 374 MeV   . 1 3663 
e
假设系统由一个自由电子 e 和一个自由质子 p 组成，该系统的熵可表示为
E  E
S  e P  （10.76）
p
e
E  E p
e
当这个自由电子和自由质子耦合为氢原子时，氢原子（基态）的熵可表示为

E  E  E E  E
S  e E  P E p   E  e E  P E H  （10.77）
H


p
e
e
ΔE= -13.6eV，是氢原子的耦合波的能量即结合能；δEH 是氢原子波包的非线性能量，这是从
电子波包和质子波包中“溢出”的非线性能量；δEʹe 和δEʹp 分别表示氢原子中电子波包和质
子波包的非线性能量；Eʹe 和 Eʹp 分别表示氢原子中电子和质子的表观能量。因ΔE 为负值，
故有
E  E   E  E  E p
e
e
p
比较（10.77）和（10.76）式，应有
S H  S e p （10.78）
即氢原子的熵小于一个自由电子和一个自由质子组成的系统的熵，意味着氢原子的有序度更
高。由（10.77）式可知，ΔE 是决定氢原子熵变的参量，也就是哈肯所定义的序参量，氢原

子的其它状态参量（轨道运动、轨道旋进、自旋旋进等）均受序参量ΔE 的役使。
一般来说，复合粒子形成时有结合能释放，同时有非线性能量“溢出”，释放的结合能
和溢出的非线性能量之比应为常数。以氢原子为例，根据（10.54）式，应有
E    . 1 3660254037 8
E H （10.79）

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