系综

假设你想知道抛一次硬币的典型结果，可你手里只有一枚硬币。你可以转而设想一个挤满了相同硬币的大房间，把它们一齐抛出，再去看各种结果所占的比例。系综正是这样一群想象出来的“人群”：你那个系统的大量相同副本，每一份都以相同方式制备，却可以处在它所允许的任何一种微观状态中。

更确切地说，系综是一个概念上的集合，它囊括了与一组固定宏观条件相容的全部微观态，并给每个微观态配上一个概率。把某个性质在这整群想象副本上取平均——即系综平均——你就能预言单个真实系统随时间的表现。最常见的几种系综，是按它们固定什么来命名的：微正则系综固定能量，正则系综固定温度，巨正则系综固定温度和化学势。

它为什么重要：系综是统计力学得以展开的正式舞台。它让你把“追踪一个系统随时间演化”这件不可能的事，换成“在许多副本上取平均”这件可处理的事。诚实的提醒是：这一替换依赖一个深层假设（称为各态历经性），即这两种平均确实一致——对寻常系统成立，却并非对每一个都有保证。