相变:从量变到质变的跃迁
引子:99°C的水和100°C的水 想象你在烧水。 **99°C:**水很烫,冒着热气,但仍是液体。 **100°C:**沸腾。剧烈翻滚。蒸汽涌出。从液体到气体的转变。 这1°C的差异改变了一切。 这不是渐变的继续,而是相变(Phase Transition)——物质从一个相到另一个相的突然转变。 关键洞察: 不是线性的"更多同样的东西" 而是质的跃迁:“成为不同的东西” 系统获得(或失去)全新的性质 今天我们探讨: 什么是相变 相变的类型和机制 社会、组织、个人中的相变 如何识别和导航相变 从物理到metaphysics,从水到文化,相变无处不在。 什么是相变 物理学中的相变 **相(Phase):**物质的状态,有不同的性质 经典的相: 固体:固定形状和体积 液体:固定体积,可变形状 气体:可变体积和形状 等离子体:电离气体 **相变:**从一相到另一相的转变 水的相变: 冰(固体) ↕ 0°C 水(液体) ↕ 100°C 蒸汽(气体) 其他例子: 铁磁相变:居里温度(770°C)以上,铁失去磁性 超导相变:临界温度以下,电阻突然为零 玻色-爱因斯坦凝聚:极低温下,原子表现为一个量子态 相变的特征: 1. 突变性 不是渐进改进 在临界点突然跃迁 宏观性质的不连续变化 2. 集体行为 不是个别分子的改变 整个系统同时改变 涌现新的集体性质 3. 对称性破缺 往往伴随对称性的丧失或获得 例如:液体是各向同性(对称),晶体有特定方向(对称性破缺) 4. 普适性 不同系统的相变可能有相同的数学结构 “普适性类”(Universality Classes) 物理相变的分类 Ehrenfest分类: 一阶相变: 潜热:需要吸收或释放能量 密度突变 两相可以共存 例子:冰-水,水-蒸汽 图示: 温度 ^ | ___/ | / | /___ 平台(吸收潜热,温度不变) | / +---------> 加热时间 二阶相变: ...