牛頓運動定律描述了機械運動的物理世界，熱力學定律則描述了肉眼不可見的大量的分子運動的規律。首先是開式溫標的確定，使得熱量的客觀度量成為可能。接著焦耳通過實驗證明了機械能和熱能之間的轉換關係，確定了熱力學的基本常數：玻爾茲曼常數，並且使用摩爾做單位描述大數（1克氣體包含了6.02*10^23個分子）。通過導出1/2mv^2=3/2kT關係，第一次從微觀層面解釋了溫度是原子或分子的平均動能的一種表現形式，並發現了分子速度分佈滿足玻爾茲曼的分佈、輻射能力分佈滿足普朗克分佈的規律，從而預言了宇宙黑體輻射的存在，並由實際觀測得到了黑體輻射（宇宙背景溫度在3.1k左右）。所有這些事實都指向了背後的一個規律：熱力學第一定律：系統內能的改變等於物體吸收的熱量系統對外做功。在理想狀態下，考慮無摩擦和對外輻射能量的情形，可以做出第一類永動機，動能和熱量的轉換滿足1/2mv^2=3/2kT關係。但實際上假設的條件是不存在的，因為系統不可能達到理想狀態，能量的耗散會一直存在。
熱力學是另外一種能量的描述方式，不同於牛頓力學現象可以由我們肉眼觀察到，而熱是我們肉眼看不到的一種能量形式。所以能量有多種形式，而且這些表現之間是可以相互轉化的，物理學給我們展現了一個豐富的多維的世界圖景。讓我想起了信號分析中的時域和頻域的關係，他們也是同一事物的不同形式，真實的世界到底是什麼樣的？我們就像盲人摸象中的盲人一樣在黑暗中探索。
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