巨觀態

巨觀態是對系統粗略而宏觀的描述，由少數幾個你真正能測量的巨觀量給出：能量 E、體積 V、粒子數 N、溫度 T、壓力 P。像是「一莫耳氣體，在一公升的盒子裡，溫度 300 K」這樣的敘述，就是一個巨觀態。它完全沒說哪一個分子在哪裡，只固定了整體的、熱力學尺度上的那幾個數字。

嚴格說，一個巨觀態由一小組熱力學變數指定，並由極其龐大數目的微觀態來實現，這些微觀態全都與那組約束相容。與一個巨觀態相容的微觀態個數，就是它的多重度 W（或 Omega）；對孤立系統而言，最自然的巨觀態變數是 (E, V, N)，而 W = W(E, V, N)。

統計力學的整套精髓在於：單一個巨觀態隱藏著天文數字般多的微觀態——對一莫耳而言，W 可達 10^(10^23) 的量級。平衡巨觀態不過就是那個由壓倒性最多微觀態所實現的巨觀態，它的熵為 S = k_B ln W。至於哪些變數算「巨觀」，則是一種建模上的選擇，取決於你能控制與測量什麼。