科学技术史（21世纪通识教育系列教材；“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材）

　　分子是物质存在的一个基本单位，而流体（液体和气体）的分子，更有其特殊的存在状态和运动规律。早在1826年，英国植物学家布朗在用显微镜观察水中悬浮的植物（藤黄）花粉时，发现花粉粒子在无规则地不停运动，这便是所谓布朗运动。开始，他认为这是花粉粒子生命活动能力引起的运动，但当他发现无机微粒在液体或气体中都有相似的运动时，才认识到这是由液体或气体粒子内部不平衡的运动撞击引起的。这是从结果找到原因，从现象找到本质的一个例子。 
　　当阿伏伽德罗的分子概念在19世纪后半叶被人们普遍接受后，克劳修斯对宏观的热力学现象作了微观的动力学解释：气体是由大量运动着的弹性质点——分子组成的，气体分子运动时，通过在各个方向上的不规则的相互碰撞，交换动量和动能。气体的压力便是气体分子对器壁碰撞的总效应。运动的速率①随气体的温度升高而增加，气体的热能就是分子运动的平均动能。这样，他就对气体的压力和温度作出了微观解释。克劳修斯还从若干参数出发，导出了气体温度、压力与分子平均平动动能之间关系的数学表达式。
　　1860年，英国人麦克斯韦（1831－1879）用概率统计的方法发现，气体处于热平衡时，尽管个别分子运动的速率大小是偶然的，但从整体来说，大量气体分子的速率分布却遵从一定规律，在一定速率区间运动的分子数目是相对确定的。这便是气体分子速率分布规律，它是气体分子运动论的基本规律之一。 
　　由于热力学第二定律断言孤立的热力学系统的熵趋于增加，麦克斯韦曾设想在这个孤立系统内存在着一个小巧机灵的“妖”，它可在微观尺度上鉴别分子运动的速度，从而把快慢不同的分子分别聚集到两个相互隔离的空间，造成温度差，减少系统的熵，以至于粉碎热力学第二定律。但根据布里渊在1951年提出的论据，麦克斯韦“妖”本身的活动也要消耗有效能量，它的活动增加的熵比其所能减少的熵还要大，因而有它存在的孤立系统仍然服从热力学第二定律。这个结论似乎表明，一切创造和维持有序的活动过程，都会造成周围环境的更大混乱。