Prinzipien der Thermodynamik und Statistik / Principles of Thermodynamics and Statistics

177 Die statistische Mechanik ist ursprunglich von BOLTZMANN und GIBBS auf der Grundlage der Hamiltonschen Mechanik entwickelt worden. Da wir jedoch den Ausgangspunkt als ein Problem der Atom-Mechanik formullert haben, muB eine streng logische Darstellung des Gebietes notwendig an die Quantenmechanik anknupfen. Trotzdem werden wir im folgenden aus zwei Griinden die Theorie zuerst auf klassischer Grundlage entwickeln. Einmal ist das Begriffssystem der Quantenstatistik (abnlich wie das der Quantenmechanik) in moglichst weit gehender Analogie zur klassischen Theorie aufgebaut worden. Die Vorwegnahme der letzteren bringt daher eine wesentliche Vereinfachung der Darstellung und eine Erleichterung des Verstandnisses. Zum anderen bleibt fUr die uberwiegende Mehrzahl der Anwendungen von der Quantenstatistik nur eine geringfUgige Korrektur an den Resultaten der klassischen Theorie ubrig, die sich bereits im Rahmen der letzteren plausibel machen (wenn auch nicht beweisen) laBt. Prak tisch benutzt man daher in den meisten Fillen die Methoden der klassischen statistischen Mechanik, deren Kenntnis somit ohnehin unentbehrlich ist. Die axiomatische Basis der statistischen Mechanik wird naturgemaB zunachst durch die Axiome der Wahrscheinlichkeitsrechnung und der Mechanik gebildet. Auf dieser Grundlage lassen sich allgemeine Satze uber statistische Gesamtheiten, ableiten, die fur den Aufbau der Theorie von auBerordentlicher Bedeutung sind, aber im wesentlichen formalen Charakter besitzen. Bei dem Versuch, die statisti sche Mechanik zu einer physikalischen Theorie auszugestalten, stoBt man auf eine Lucke, die sich trotz vielen Bemuhungen bisher auf deduktivem Wege nicht hat schlie Ben lassen.