鮑士雄 1938年3月生，浙江定海人，大學(xué)文化，中共黨員，上海交通大學(xué)機械與動(dòng)力工程學(xué)院教授。1962年于上海交通大學(xué)畢業(yè)，后留校工作至今。先后參與行業(yè)發(fā)展規劃等制訂與市府專(zhuān)業(yè)咨詢(xún)；全國首臺船用吸收式制冷機、首臺懷特池控溫裝置與首臺機電一體化產(chǎn)品--恒溫恒濕機研制。主持與承擔微機控制壓縮機性能試驗臺、制冷系統故障模擬與教學(xué)試驗裝置、新型高效節能水冷式空調機等科研項目20余項。其中 "制冷系統故障診斷與模擬技術(shù)"、"高效節能水冷式空調機"等四項獲上海市、國家教委、國防科工委省部級科技進(jìn)步二、三等獎；現正從事水環(huán)路水源、地熱源熱泵、空氣源熱泵熱水器與輔助熱源，以及制冷、制熱與生活熱水三聯(lián)供等技術(shù)開(kāi)發(fā)；制冷與空調作業(yè)安全技術(shù)培訓教材編著(zhù)，以及制冷與空調特種作業(yè)安全教育師資培訓工作。

以下為鮑士雄教授關(guān)于《熱動(dòng)力學(xué)》之題的讀書(shū)心得正文：

熱力學(xué)有近300年歷史，我們念書(shū)時(shí)，沈維道、鄭佩芝、蔣淡安老師，在熱學(xué)（熱力學(xué)、傳熱學(xué)）上面，教了不少。但是限于歷史原因，對熱力學(xué)世上的六位學(xué)者了解不深，他們對熱力學(xué)之貢獻也了解不深：

正如一本“我們世界中的物理”系列叢書(shū)之一《時(shí)間與熱動(dòng)力學(xué)》所說(shuō)：“……在孤立系統中，熵才是非常有可能增加的。熵和熱力學(xué)第二定律并不排除有序的排列；這些概念僅僅說(shuō)明，一些能量輸入是必要的。如果有外來(lái)能量源驅動(dòng)這個(gè)過(guò)程，自組織就可以發(fā)生，而且將整個(gè)系統考慮在內——能量源和生命的起始物質(zhì)——熵是增加的。這類(lèi)似于一個(gè)熱力發(fā)動(dòng)機，它可以做功，使得熵局部減少，同時(shí)排出一些熱量到環(huán)境中，所以總的熵增加”。

這里，涉及“生命起源這個(gè)問(wèn)題充滿(mǎn)爭議，因為對許多人來(lái)說(shuō)，這不僅是一個(gè)科學(xué)問(wèn)題，而且牽扯到重要的宗教信仰?？茖W(xué)可能與宗教有某些聯(lián)系，也許沒(méi)有——這也是個(gè)有爭議的問(wèn)題——但是現在多數科學(xué)家認為地球大約形成于45億年前，而且當大分子聚合在一起，并開(kāi)始自我復制的時(shí)候，生命發(fā)生了。古生物學(xué)者(研究古代生命形式的科學(xué)家)還不確定生命發(fā)生的精確時(shí)間——最古老的生命痕跡存在于35億年前的巖石中，但是這樣的遺跡很微小，科學(xué)家不能肯定這遺跡是活生命體的真正化石，還是由與生命無(wú)關(guān)的某些化學(xué)過(guò)程形成的。但是，遠古生物的化石清楚地顯示在25億年前的化石中，所以生命一定起源于數十億年前”。

在唯物主義上，“熱力學(xué)包括了熵、時(shí)間、能量轉化和傳遞，而且在研究和尋找生命起源中是一個(gè)基本的考慮因素?！?。

因此，“時(shí)間對人類(lèi)是一個(gè)永恒的話(huà)題，正如書(shū)名所提到的，時(shí)間在熱力學(xué)中是一個(gè)關(guān)鍵的量，它與“熵”的概念緊密相關(guān)。熱力學(xué)指出，一個(gè)物體的熵隨時(shí)間的變化是有規律的”。

所以，華中科技大學(xué)出版社郭方中教授，在熱聲熱機和氣液沸騰流動(dòng)這兩種受熱流動(dòng)系統穩定性研究成果的基礎上，所闡述如何運用熱動(dòng)力學(xué)網(wǎng)絡(luò )方法來(lái)解決受熱流動(dòng)系統穩定性課題，所寫(xiě)的《熱動(dòng)力學(xué)》，比較接受。

該書(shū)，對“熵”概念始終貫徹之中的。認為“傳統工程熱力學(xué)方法的中心是在平衡的前提下，通過(guò)參數優(yōu)化選擇，得到最高的能量轉化效率，它無(wú)法解決受熱流動(dòng)系統的穩定性問(wèn)題，所以目前只能通過(guò)種種簡(jiǎn)化和假設，把穩定性課題從熱力學(xué)系統中剝離出來(lái)，借助于動(dòng)力學(xué)方法來(lái)解決。然而，熱力學(xué)系統的概括面愈來(lái)愈廣，涉及的問(wèn)題愈來(lái)愈深入，許多穩定性問(wèn)題是由系統的熱力學(xué)側面引起的，完全把熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分割開(kāi)來(lái)是行不通的；對動(dòng)態(tài)熱系統的研究，例如熱聲熱機、兩相流動(dòng)、生命現象等，都迫切要求有一個(gè)工程來(lái)解決其穩定性問(wèn)題。作者長(cháng)期從事有關(guān)領(lǐng)域的工程熱物理研究，深感網(wǎng)絡(luò )理論是工程師把熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)聯(lián)結起來(lái)的橋梁，所以本書(shū)想通過(guò)作者對熱聲熱機和兩相流動(dòng)這兩種受熱流動(dòng)系統穩定性的研究實(shí)例來(lái)探索建立這種橋梁的可能性，這是一種投石問(wèn)路的行動(dòng)，作者熱切地盼望著(zhù)回響?！?/p>

指出“傳統的熱力學(xué)方法把平衡看作成理想狀態(tài)，而把不平衡看成理想狀態(tài)的偏離；……不過(guò)，傳統熱力學(xué)已經(jīng)提出了需要對時(shí)間進(jìn)行深入認識的問(wèn)題?！瓡r(shí)間只不過(guò)像幾何空間的坐標軸一樣，也可以看成一個(gè)″幾何參數″。隨著(zhù)控制論和信息論的建立，動(dòng)態(tài)的觀(guān)點(diǎn)遍及所有的科學(xué)領(lǐng)域，……熱力學(xué)和信息論及系統論的攜手已經(jīng)反映在近代的熱力學(xué)教科書(shū)中，熵作為熱力學(xué)和信息的聯(lián)結橋梁，……”。

對于上海交通大學(xué)陳芝久教授所著(zhù)《制冷系統熱動(dòng)力學(xué)》感覺(jué)，作為《熱動(dòng)力學(xué)》之說(shuō)，有缺陷。

熱力學(xué)發(fā)展至今有近300年歷史?！?8世紀末有了熱力學(xué)第一、第二定律的基礎，……至20世紀初……完成了經(jīng)典熱力學(xué)的框架”。田長(cháng)霖指出““經(jīng)典熱力學(xué)是實(shí)干家們一一工程師和生理學(xué)家們一一建立起來(lái)，而由物理家們遲疑地接受下來(lái)的?！苯?jīng)典熱力學(xué)雖然提出討論熱變功過(guò)程的問(wèn)題，但分析的卻是各過(guò)程的終點(diǎn)，即各個(gè)過(guò)程的平衡態(tài)，它實(shí)際上是用熱力學(xué)平衡的方法來(lái)解釋熱功轉換過(guò)程，田長(cháng)霖認為，它雖然叫做thermodynamics，但對于實(shí)際的轉換過(guò)程卻什么也沒(méi)說(shuō) ”。

這就是《制冷系統熱動(dòng)力學(xué)》書(shū)之根本缺陷！

該書(shū)，始終沒(méi)有出現“熵”的概念。作者從信息中，得到了編著(zhù)目標“熱動(dòng)力學(xué)”，實(shí)現目標也是信息中獲得的“模型、仿真、優(yōu)化、控制”八個(gè)字，以此為“路線(xiàn)與方法”。

在“制冷裝置不穩定工況分析”、“制冷裝置各設備數學(xué)模型的建立”與“制冷裝置數學(xué)模型的分析方法”來(lái)判解：

作者將制冷系統可視為“由輸出信號（被調參數）、輸入信號（調節參數）和干擾信號（干擾參數），所包含的工程和自控系統”?？烧J為“用“制冷系統熱動(dòng)力學(xué)”的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看傳統的制冷系統流程圖，即用動(dòng)態(tài)的觀(guān)點(diǎn)與參數間相互定量耦合的觀(guān)點(diǎn)（此處暫不談分布參數觀(guān)點(diǎn)）看制冷系統，將有新的變化，就要用一種新的表達方式來(lái)分析，即利用系統工程和自控原理中常用的信號分析方法重新討論制冷系統，形成了新的思路和結果，這是由于研究方法的改變所引出的新問(wèn)題”，就是“熱動(dòng)力學(xué)”。

作者分析道“傳統的制冷書(shū)刊均研究穩態(tài)（靜態(tài)）工況，而穩（靜）態(tài)工況是整個(gè)運行工況中的特殊工況，不穩定工況（動(dòng)態(tài)過(guò)程）才是一般的常遇工況。動(dòng)態(tài)觀(guān)點(diǎn)的引入，使制冷系統分析時(shí)域大為擴大，更加接近實(shí)際情況，也便于今后分析制冷系統中參數的定量耦合關(guān)系，便于進(jìn)一步對制冷系統進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真分析，它和制冷系統的自動(dòng)控制（含計算機控制）就非常自然地接上軌”。

因而，“制冷系統熱動(dòng)力學(xué)”分析方法可分二步：

1）第一步制冷系統及各部件     物理參數傳遞關(guān)系——信號方框圖——進(jìn)出的信號關(guān)系；

2）第二步 框圖中環(huán)節求出其數學(xué)模型（或傳遞函數），數學(xué)模型求解，或對各環(huán)節的傳遞函數按照環(huán)節的串并聯(lián)簡(jiǎn)化法則進(jìn)行綜合，求出其等效傳遞函數。

求得制冷系統及各部件參數的不穩定工況（動(dòng)態(tài)）的參數解。

各部件模型連接，構成一個(gè)制冷系統模型，選必不可少的系統化參數，并可以代表該部件參與系統的連接。如壓力、比焓（可通過(guò)h=? ( T,p) ，溫度與壓力）。

數學(xué)模型形成原則：

1） 靜態(tài)是動(dòng)態(tài)的起點(diǎn)與歸宿。制冷系統熱動(dòng)力學(xué)研究的是系統和設備的動(dòng)態(tài)過(guò)程。它重點(diǎn)研究是制冷系統及設備中的不穩定過(guò)程，是一個(gè)穩態(tài)到另一個(gè)穩態(tài)的過(guò)渡，因此以往人們熟悉的靜態(tài)特性是動(dòng)態(tài)的特殊情況，即靜態(tài)特性是動(dòng)態(tài)特性的研究起點(diǎn)與歸宿。制冷設備的數學(xué)模型顯然應該包括靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型兩部分。動(dòng)態(tài)方程一般都是以時(shí)間為自變量的微分方程（組），與該微分方程組有關(guān)的初始條件和某些邊界條件或自由項的計算就是穩態(tài)的一個(gè)方面。動(dòng)態(tài)方程兼容了靜態(tài)方程。

2）當時(shí)間常數很小時(shí)，方程可以近似地看成是無(wú)慣性的比例環(huán)節，可以靜態(tài)方程近似替代動(dòng)態(tài)方程。

3）數學(xué)模型的好壞決定了仿真優(yōu)化的質(zhì)量。

為了建立正確的制冷設備（對象）數學(xué)模型，總是先建立對象的物理模型?！词故怯猛粋€(gè)目的和同一對象，由于作者的簡(jiǎn)化條件不同，也會(huì )得到不盡相同的模型?！爸评湎到y熱動(dòng)力學(xué)”的引人注意及困難之處，這也是主要原因之一”。

出現“熵”的概念，“把微觀(guān)圖像和宏觀(guān)圖像溝通，用微觀(guān)圖像新成就推動(dòng)修改或更新宏觀(guān)圖像，指導工程上實(shí)現新技術(shù)”，也將“熵作為熱力學(xué)和信息的聯(lián)結橋梁”。讓熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)，合為“熱動(dòng)力學(xué)——thermodynamics”。

甚至于，材料方面，出現“材料熱動(dòng)力學(xué)”。

“自然界中發(fā)生的一切物理、化學(xué)和生物代謝反應，通常都伴隨著(zhù)熱效應的變化，人們對熱本質(zhì)的認識經(jīng)歷了漫長(cháng)曲折的探索歷程。

20世紀初，Planck、Poincare、Gibbs等科學(xué)家以宏觀(guān)系統為研究對象，基于熱力學(xué)第一、二定律，并定義了焓、熵、亥姆霍茲和吉布斯等函數，加上P、V、T等可以直接測定的客觀(guān)性質(zhì)，經(jīng)過(guò)歸納與演繹推理，得到一系列熱力學(xué)公式和結論，用來(lái)解決能量、相和反應平衡問(wèn)題，這便是經(jīng)典熱力學(xué)的基本框架。經(jīng)典熱力學(xué)研究的對象是系統中的物質(zhì)和能量的交換，它是不斷逼近極限的科學(xué)，只討論變化前后的平衡狀態(tài)，不涉及物質(zhì)內部粒子的微觀(guān)結構”，傳統材料設計演變?yōu)楝F代材料設計的流程。

“時(shí)間是熱力學(xué)中非常重要的獨立變量，怎樣處理時(shí)間變量是區別不同層次熱力學(xué)的標志，在物理學(xué)中利用熵增來(lái)描述時(shí)間的單向性。熱力學(xué)研究可能性，動(dòng)力學(xué)研究現實(shí)性，即變化速率和變化機理。動(dòng)力學(xué)是反應進(jìn)度與時(shí)間的函數關(guān)系，系統的行為狀態(tài)和輸出只取決于起始狀態(tài)和隨后的輸入”。

而且，學(xué)科年年開(kāi)年會(huì )。

“在未來(lái)，包括熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)在內的多尺度集成計算模擬配合專(zhuān)業(yè)數據庫，實(shí)現材料設計階段、模擬材料生產(chǎn)制備和服役的全流程，從而預測材料的組織演變和宏觀(guān)性能，并在制備過(guò)程中對組織性能進(jìn)行精確調控，是材料熱、動(dòng)力學(xué)發(fā)展的主要趨勢”。

所以，不祇是冠以“熱動(dòng)力學(xué)”而已!

有一句的成語(yǔ)：“差之毫厘，失之千里。目標都是編著(zhù)《熱動(dòng)力學(xué)》。但是，從“路線(xiàn)與方法”差異看來(lái)：從學(xué)科——熱力學(xué)歷史與特征從特殊性中，尋找其普適性。抓住熱現象中的方向性，尋找到場(chǎng)論、圖像這些可普適性（算一種方法吧？?。?；

另從信息中，得到了編著(zhù)目標，但是實(shí)現目標就是信息中獲得的“模型、仿真、優(yōu)化、控制”八個(gè)字，以此為“路線(xiàn)與方法”。而且，也引用“信息論”、“自動(dòng)控制”。但沒(méi)應用“熵作為熱力學(xué)和信息的聯(lián)結橋梁”，在熱現象中的方向性會(huì )不足，在建立模型過(guò)程中，其“構成一個(gè)制冷系統模型，選必不可少的系統化參數，并可以代表該部件參與系統的連接”中，只見(jiàn)“如壓力、比焓（可通過(guò)h=? ( T,p) ，溫度與壓力）”；可能用“耦合”概念去彌補？！但方向性，尤其各種影響合成時(shí)是會(huì )混淆的。正如作者所說(shuō)“為了建立正確的制冷設備（對象）數學(xué)模型，總是先建立對象的物理模型?！词故怯猛粋€(gè)目的和同一對象，由于作者的簡(jiǎn)化條件不同，也會(huì )得到不盡相同的模型?！爸评湎到y熱動(dòng)力學(xué)”的引人注意及困難之處，這也是主要原因之一”。

所以，后一種只能說(shuō)：應用仿真技術(shù)去解決制冷系統計算機模擬計算。但是，我還感覺(jué)沒(méi)有滿(mǎn)足熱功轉換過(guò)程，其結果？！能否像周期表那樣有預見(jiàn)性？！

參考文獻：