量子热力学这个年轻的领域正在迅速发展。它试图协调量子理论和具有200年历史的热力学,同时也引起了热议。许多物理学家希望从量子力学定律出发重建热力学,以解决长期以来备受争议的难题。量子热力学有助于判断有关热和效率的概念对微小的电子元件、乃至原子尺寸的机器是否适用。
尽管研究方法大量涌现,但这一领域仍然一如既往地充满争议。归根结底,问题在于宏观大尺度下支配热和能的基本法则是否也决定着纳米尺度系统中的行为,抑或需要引入新的法则。
人们的兴趣正在飙升:据牛津大学的物理学家,本次量子热力学大会的联合组织者Vlatko Vedral介绍,今年有超过100位科学家参加了大会,相较于往年增长了一倍。另一位联合组织者,新加坡南洋理工大学的理论物理学家Felix Binder表示,这样的大会将各个分支领域的研究者聚到了一起,这些领域都有着不同的技术术语表述。
但一些物理学家,比如德国奥格斯堡大学的Peter Hänggi则告诫一些研究实为误入歧途。他说:“量子热力学领域生长迅速,但也有很多胡说八道的内容被写成了论文,而且被人们谈论着。”
自从热力学三定律相继于十九世纪至二十世纪早期被定义下来,物理学家们一直为它们的意义争论不休。然而热力学又是自相矛盾的。第二定律的争议尤甚,该律为热量转化为功的效率设定了一个极限。