自然科學(xué)中，我們所認(rèn)識和利用的對象通常是由大量粒子組成的宏觀物體。研究宏觀物體的性質(zhì)與規(guī)律有兩種觀念及方法，相應(yīng)形成了兩類理論。
　　唯象理論它直接以宏觀現(xiàn)象的觀察與實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，從體系的整體變化上總結(jié)歸納出宏觀物體的共同規(guī)律性．因此，這類理論并不追求組成體系粒子的微觀結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，也就是說不考慮更小層次物質(zhì)的特性，這類理論具有高度的可靠性與普遍性，當(dāng)然也存在有一定的局限性，熱力學(xué)、流體力學(xué)就是這類理論的典型代表．
　　統(tǒng)計(jì)理論它是從組成體系的粒子所遵循的力學(xué)規(guī)律（量子力學(xué)或經(jīng)典力學(xué)）出發(fā)，釆用對微觀量求統(tǒng)計(jì)平均的方法，推引出體系的宏觀性質(zhì)及規(guī)律性，在這里微觀粒子的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律與性質(zhì)是已知的，這顯然是更為基本而深刻的理論學(xué)科。
　　唯象理論與統(tǒng)計(jì)理論是互相滲透，相輔相成的。
　　統(tǒng)計(jì)力學(xué)的內(nèi)容豐富，理論精美，應(yīng)用廣泛，其研究成果不斷開拓新領(lǐng)域，現(xiàn)已成為化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)理論之一．
　　化學(xué)問題本質(zhì)上是多體問題，它的基本規(guī)律性總是帶有顯著的統(tǒng)計(jì)特征．借助統(tǒng)計(jì)力學(xué)在化學(xué)問題研究中獲得重要成果已屢見不鮮．在化學(xué)系開設(shè)統(tǒng)計(jì)力學(xué)課程正是適應(yīng)了化學(xué)科學(xué)的這種發(fā)展需求。
　　我國著名物理化學(xué)家黃子卿院士、唐有祺院士，先后為北京大學(xué)化學(xué)系的本科生和研究生講授統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)。編著者正是在他們的指教下得以入門唐先生的《統(tǒng)計(jì)力學(xué)及其在物理化學(xué)中的應(yīng)用》成功地哺育著歷代學(xué)生，堪稱經(jīng)典，我們從中更是受益匪淺。從20世紀(jì)80年代開始，編著者有幸執(zhí)教這門課，至2003年底，課程講義歷經(jīng)修改，最終整理形成了本書。
　　平衡態(tài)統(tǒng)計(jì)力學(xué)的任務(wù)就是從體系的微觀結(jié)構(gòu)和微觀運(yùn)動(dòng)來說明體系的宏觀性質(zhì)．如何描述體系的微觀狀態(tài)，對應(yīng)體系宏觀狀態(tài)的全部微觀狀態(tài)有多少？這是統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)首先要回答的問題。體系的微觀運(yùn)動(dòng)是隨機(jī)事件，體系的不同微觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將以何種概率出現(xiàn)？如何求得體系微觀狀態(tài)的概率分布函數(shù)？這是統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)研究的核心，余下的問題是要揭示分布函數(shù)包含的隨機(jī)事件的全部信息．通過建立分布函數(shù)與熱力學(xué)宏觀量的聯(lián)系，可由分布函數(shù)導(dǎo)出各種熱力學(xué)函數(shù)和熱力學(xué)基本方程，從而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的學(xué)科目標(biāo)，形成完備的理論體系。整個(gè)統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)就是圍繞這彼此相關(guān)的三個(gè)問題展開，本書正是以此作為編寫的綱領(lǐng)。
　　統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)涉及的領(lǐng)域十分廣泛，一本教材不可能，也沒有必要論及全面。我們選材強(qiáng)調(diào)基本概念、原理和方法，同時(shí)也力求表現(xiàn)其應(yīng)用與最新進(jìn)展．全書內(nèi)容分三篇，共16章。
　　第一篇主要解決體系微觀狀態(tài)的描述問題．鑒于非物理類學(xué)生的背景，第1章比較系統(tǒng)而簡明地介紹了經(jīng)典分析力學(xué)的基本內(nèi)容。第2—3章分別討論微觀狀態(tài)的經(jīng)典描述與量子描述，并揭示量子態(tài)與相空間體積之間的對應(yīng)關(guān)系，使量子統(tǒng)計(jì)和經(jīng)典統(tǒng)寸可以相互過渡．本篇將有助于他們領(lǐng)悟統(tǒng)計(jì)原理如何與力學(xué)原理融合，形成了美妙的理論。
　　第二篇包括6章，討論近獨(dú)立子體系的統(tǒng)計(jì)理論．前三章用概率法，從等概率假設(shè)，推引微觀狀態(tài)的分布律，進(jìn)而建立由分布函數(shù)求熱力學(xué)宏觀量的統(tǒng)計(jì)方法，并引出配分函數(shù)．后三章將上述理論與方法用于討論理想氣體的熱力學(xué)函數(shù)和化學(xué)平衡，并引申出各種具體而有用的分布函數(shù)。
　　最后一篇的系綜理論是將第二篇的統(tǒng)計(jì)原理和方法，推廣到相依子體系，這不僅將研究對象一般化，而且使統(tǒng)計(jì)原理更加徹底與嚴(yán)謹(jǐn)，然后用其討論量子氣體、晶體、液體和相變．第16章介紹了統(tǒng)計(jì)力學(xué)中的計(jì)算模擬．1995年諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)工作（玻色一愛因斯坦凝聚）及我國科學(xué)家在計(jì)算模擬上的一些最新成果在這部分里有所介紹．
　　在編寫本書的過程中，我們曾得到多方面的幫助和支持。首先，我們要提到中國科學(xué)院物理研究所所長王恩哥教授、北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院徐筱杰教授和侯廷軍博士，感謝他們所提供的最新研究成果，并允許我們引用，使本書增加了幾分新意。特別是王恩哥教授’特意將他們自編的KMC程序放在網(wǎng)上，供學(xué)生練習(xí)使用．歷屆學(xué)生的仔細(xì)推敲和無數(shù)次質(zhì)疑，錘煉了課程的內(nèi)容，改正了講義中的錯(cuò)誤，另外，于永翔、姜駿、王炳武等同學(xué)在錄入、軟件調(diào)試等方面給予了幫助，在此對他們一并表示感謝，學(xué)校、院、所領(lǐng)導(dǎo)的鼓勵(lì)與支持，促進(jìn)了本書的出版。北京大學(xué)出版社的趙學(xué)范編審，她的細(xì)致工作和精心設(shè)計(jì)為本書添色，沒有她的辛勤工作，本書不可能如此順利出版。
　　我們在編寫本書時(shí)，雖曾參考了國內(nèi)外的許多統(tǒng)計(jì)力學(xué)教科書，也查閱了一些專著和期刊，但由于我們的水平和時(shí)間有限，書中肯定會(huì)有不少不足，甚至錯(cuò)誤，衷心希望讀者批評與指教，以便重印時(shí)改正。
　　作者
　　2004年春千北京大學(xué)