该学科通过概率与统计方法，研究由大量微观粒子构成的宏观系统行为，揭示热力学现象背后的微观机制。其核心理论包括平衡态与非平衡态统计力学，借助系综理论、熵函数等工具，建立微观运动与宏观性质（如温度、压强）的关联，广泛应用于凝聚态物质、天体演化及复杂系统分析。
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