微觀態

微觀態是對一個系統所能給出的最完整描述：一次把每一項微觀細節都毫無保留地指定清楚。想像一張快照，逐一列出一團氣體中每一個分子的精確位置與速度——全部 10^23 個，沒有任何一項略而不提。這份細到不可能的點名冊，就是一個微觀態。

在古典物理中，一個微觀態就是 N 個粒子之 6N 維相空間（phase space）裡的一個點：3N 個位置座標加上 3N 個動量座標。在量子力學中，它則是系統哈密頓量（Hamiltonian）的某一個本徵態，是希爾伯特空間某組正交歸一基底中的一個元素，由一整套量子數標定。通常有極其龐大數目的微觀態共享同一個巨觀外貌；共享它的微觀態個數，就是那個巨觀態的多重度（multiplicity）。

統計力學建立在「數微觀態」之上。有一個關鍵而必須誠實面對的重點：熵不是單一微觀態的性質。單一微觀態本身沒有熵；熵計算的是有多少個微觀態能實現某一個巨觀態。在量子力學中，把全同粒子互相對調並不會產生新的微觀態——這種不可分辨性在計數上留下深刻的印記。