统计系综

在科学研究中，经常需要对各种天然或人工的体系进行观察或实验。但是， 由于各种偶然或必然的原因，一次或少量几次观察或实验，不能保证全面掌握体 系的特征，实现对体系行为的预测。为了全面掌握、正确预测体系的行为，一方 面可以通过反复观察和记录不同时刻体系的行为，总结体系的长期统计行为，实 现对体系的统计描述。另一方面，也可以在大量复制所观察体系的基础上同时观 察和记录各个复制品体系的行为，作为研究体系行为的实验素材。在统计力学 中，这些复制品体系的集合，称为统计系综。

因此，统计系综是统计力学的概念，表示大量具有相同宏观状态，但处在不 同的微观状态的热力学体系的集合。这些热力学体系相互独立、无相互作用。也 就是说，统计系综是热力学体系的集合，不是同一个热力学体系在相空间中的代 表点的集合，也不是热力学体系微观状态的集合。统计系综不是实际存在的热力 学体系，而是想象中的这些热力学体系的集合。从量子力学的角度看，统计系综 是热力学体系所有可实现量子态的总和的形象化代表。

在复制热力学体系时.必须满足一定的条件：复制品热力学体系必须具有相 同的化学组成、温度、压力、总能量等。在统计力学中，把具有相同的化学组 成、体积、总能量的热力学体系的集合称为微正则系综，或NEV系综；把具有 相同化学组成、体积、温度的热力学体系的集合称为正则系综，或NVT系综； 把具有相同化学组成、压力、温度的热力学体系的集合称为NPT系综。