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第一章 缘起——蒸汽机带来的学问1

来自实践——瓦特与蒸汽机2

当务之急——提高蒸汽机效率4

理想化入手——卡诺的贡献5

放之四海皆准——能量守恒11

走向绝对——热力学温度16

又一美妙的幻想——第二类永动机之梦19

应运而生——热力学第二定律21

谈非论是——“不可能性”的正面价值25

第二章 “天将降大任于是人也”——熵的亮相27

石破天惊——一个概念的诞生28

殊途同归——再谈几种说法的等效性35

天道盈亏——熵恒增=能贬值36

极大与极小——平衡判据38

概念的拓展——化学势与复相平衡41

“推敲”平衡——稳定与否？44

“冬季为什么要生火？”——耐人寻味46

第三章 S=klogW——墓碑上的公式50

剑手与雄牛的决斗——学术之争51

不朽的丰碑——“写下这些记号的，难道是一位凡人吗？”53

寓理于娱——棋盘游戏56

黑白混淆——吉布斯佯谬62

底蕴之所在——系统混乱度的度量64

溯流寻源——玻耳兹曼统计66

夹缝里的文章——涨落70

第四章 无序对有序——熵与能之间的较量77

黑白交错——有序乎？无序乎？77

概念落实——序的转变79

寻根溯源——能与熵的较量83

从阳刚到阴柔——走进软物质的世界86

大师的洞见——熵致有序93

弹性与高弹性——键力与“熵力”的比照96

蛋白质分子的折叠——熵与能的交缠101

第五章 时间之矢——趋近平衡104

开启演化之门——不可逆性104

近水楼台——近平衡区的热力学108

跨越时代的杰作——玻耳兹曼方程111

逆其意而道之——H定理117

“速度反演”——对H定理的诘难119

“复现始态”——对H定理的另一诘难122

分析与澄清——罐子游戏124

视野扩展——表观上的差异128

第六章 再谈时间之矢——远离平衡128

海阔天空——开放的世界130

被忽略的问题——奇妙的对流136

“蝴蝶效应”？——气象的可预测性141

振荡之玄机——有趣的“化学钟”146

生命是什么？——值得深思的问题150

不解的疑团——“热寂”之谜155

第七章 “零”的追求——向绝对零度的逼近161

“永久气体”——神话的破灭162

从理想到实际——一篇博士论文的贡献164

多孔塞的妙用——节流制冷168

结束与开始——氦的液化170

八仙过海——制冷奇招174

“熵”中看“光”——独辟蹊径180

异军突起——激光制冷182

艰辛的历程——创世界纪录190

第八章 琼楼玉宇，高处不胜寒——奇妙的低熵世界196

登场亮相——热力学第三定律197

舞台背后——导向量子世界199

“芝麻开门”——量子论的诞生202

改弦易辙——量子统计206

理想成真——量子气体的凝聚212

世纪疑谜——超导性与超流性218

空中楼阁——负温度227

第九章 妖精的启示——熵与信息232

别出心裁——麦克斯韦妖232

降妖伏魔——各显神通235

不可或缺——信息239

天作之合——信息与熵243

待价而沽——信息与能246

代代相传——信息与生命248

谁执牛耳？——能熵之争254

第十章 尚未了结——当代视野中的熵257

从真实到虚构——相空间、系综与吉布斯熵258

墨水比喻——粗粒化与混合性262

分等定级——从遍历系统到伯努利系统264

面包师与猫——相映成趣，共参妙理266

定量刻画——李雅波诺夫指数与动力学熵269

铺平道路——通向不可逆性272

桌球戏的启示——回归玻耳兹曼方程275

余音袅袅——物理学规律与不可逆性278

后记287