物质的态与相(4)

这是吉布斯对相的描述，其对均一性的强调也被我们的教科书继承下来8)。而吉布斯的这些工作，获得了麦克斯韦、范德瓦耳斯、昂内斯等人的支持，也很快在欧洲取得了影响。
至此，我们的回顾走完了第一部分：从理想气体模型到反映气液状态转变和超临界现象的范德瓦耳斯真实气体模型。早期人们习惯于使用态的概念，基于状态方程来描述理想气体在不同状态函数(比如温度、压强)下的宏观物性变化。而后以范德瓦耳斯真实气体为起点，人们开始描述更为实际的气体物性、气液状态转变以及临界现象。在描述混合液体的过程中，吉布斯开始使用相的概念。以这些工作为基础，1901年吉布斯获科普雷奖(Copley Prize)，1910年与1913年范德瓦耳斯与昂内斯也分别获得诺贝尔物理学奖。
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对“相”理解的深入：居里—外斯定律、楞次—伊辛模型及其解
在“相”概念的推广和深入理解的过程中，铁磁材料研究及其模型起到了关键作用。物理学研究离不开模型，一个研究领域的兴起往往都是从一个简洁有力的模型出发，将真实世界的部分属性抽象成物理概念，由此一砖一瓦搭建起理论体系并产生有用的结论。在19—20世纪之交，人们尚缺乏对于微观状态下原子分子相互作用，即化学键的准确理解，而这恰是继续探索气液相变的研究基础。在这个困难下，皮埃尔·居里和外斯对铁磁相变的研究为人们定量研究相概念提供了不同的视角，可谓开辟了新战场[11，12]，而在此上开疆拓土的便是楞次—伊辛模型[19—21]。
首先需要指出的是，在楞次—伊辛模型提出之前，类似思想早已萌芽。最早可追溯至安培在1821—1822年提出的的环状分子电流假说(electrodynamic molecule)。当时，安培受到1820年奥斯特发现电生磁现象的启发，认为在原子、分子中，存在所谓的环形电流或分子电流，使得物质微粒成为磁体，环两侧即为不同磁极。1852年，韦伯更进一步提出了磁体是由一系列可自由旋转的“小磁针”构成。而更为精细的磁性机制与性质的实验研究需要等到1895年，皮埃尔·居里根据对氧气的长期观测结果，总结出磁化率与温度成反比的居里定律，并根据磁性不同把物质分为铁磁相、顺磁相和抗磁相[11]。