formula_3。给定这三个宏观量的系综也被称为formula_4系综。正则系综中，系统每个微观状态出现的概率formula_5为：其中formula_7是该微观状态的总能量，formula_8是玻尔兹曼常数。formula_9表示体系的自由能，并且在正则系综中为常量。然而对于给定的参数formula_10，formula_11，formula_12，自由能formula_9及其对应的概率formula_5是可以改变的。因此，自由能formula_9有两个作用：第一，它为概率分布提供了归一化因