ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расширение и установление теплового равновесия из "Машины клеточных автоматов" ЛИ пройти через бесчисленные столкновения в более мелком масштабе, чем тот, который представлен в модели, так что направление движения молекулы в конце интервала абсолютно не связано с направлением ее движения в начале у молекулы было достаточно времени, чтобы, так сказать, забыть, куда она двигалась. В этой идеализации путь частицы чернил полностью определяется шумом. [c.170] А теперь мы рассмотрим противоположную идеализацию, а именно (а) нет никакого внешнего шума, (Ь) частицы перемещаются в вакууме, и поэтому (с) всякие отклонения от прямолинейного пути появляются исключительно благодаря столкновениям с другими частицами. [c.170] Для нашего первого эксперимента мы поместим этот газ в бутылку . Контуры этого сосуда (рис. 15.3а) будут нарисованы в плоскости битов 1. Столкновения между частицами и стенкой сосуда будут учитываться за счет следующей модификации правила. Если какая-то часть стенки попадает внутрь данного блока, то вращение содержимого блока на этом шаге не выполняется - так же как и в случае столкновения частицы с частицей. [c.170] Здесь мы также начнем с плотного облака частиц в середине остальная часть сосуда будет пустой ((а) на рис. 15.3). На этот раз облако будет расширяться очень быстро. Ведущие частицы перемещаются в вакууме, все с одинаковой скоростью, и поэтому движутся прямолинейно до самых стенок (Ь). По мере того как частицы отскакивают от стенок, они начинают разрушать траектории частиц, следующих за ними (с) масштабы этого разрушения быстро растут (б), и через некоторый промежуток времени исходное облако диффундирует по всему имеющемуся пространству (е). В конечном счете сосуд будет заполнен разреженным газом в состоянии термодинамического равновесия (Г). [c.172] Обратите внимание, что начальный паттерн расширения строго анизотропен. Это не должно быть неожиданным специфические кинематические ограничения такого решеточного газа (только одна скорость и четыре направления) непосредственно отражаются на форме паттерна расширения в вакууме. Ситуация будет иной, если мы впрыснем дополнительную порцию газа новые частицы до достижения стенок сосуда начинают сталкиваться со старыми, а их пути скорее приобретают случайный характер. [c.172] Давайте впрыскивать все больше и больше газа до тех пор, пока не будет занята ощутимая доля клеток. В состоянии равновесия средняя длина пробега составляет теперь лишь несколько клеток (см. разд. 15.4) и отдельная частица будет следовать запутанным путем, очень похожим на путь из предыдущего эксперимента. Тепловое возбуждение теперь ведется всей совокупностью сохраняющихся частиц газа, а не внешним источником шума. [c.172] То обстоятельство, что система как замкнутое целое полностью детерминирована, почти не меняет ситуацию для отдельной частицы, по-прежнему плавающей в море шума (см. разделы 17.3-17.5). Поэтому вопрос о том, является ли некоторое правило клеточного автомата детерминированным или стохастическим, непринципиален клинамен Лукреция - это лишнее понятие, для о яснения физики процесса оно не требуется. [c.172] Вернуться к основной статье