耗散结构简介

（13）耗散结构理论内容介绍（13）耗散结构理论内容介绍（一）“熵”和“负熵”（二）耗散结构理论的基本内容1 系统的分类：2 热力学第二定律：3 开放系统不遵守热力学第二定律4 负熵：5 第一条内容：开放系统：6 第二条内容：远离平衡态：7 第三条内容：耗散结构中有正反馈存在。

（一）“熵”和“负熵”普里高津的耗散结构理论指出，任何孤立系统都会因为热量的散失，而与环境达到热平衡而失去做功的能力。

在物理学中将这些耗散的热量称为“熵”。

研究发现，对于复杂系统物质来讲，虽然也存在热的散失，但系统并未走向与环境达到热平衡的状态。

相反，复杂系统可以处在远离热平衡的状态不变。

进一步的研究发现，之所以会出现这种现象，是因为复杂系统是个开放系统，它除了向环境排出物质，消耗能量这外，还能不断地从外环境得到物质和能量的补充。

而按照物理学的习惯，这些从外环境得到的物质和能量就被称为“负熵”。

这样，就得出了耗散结构理论的基本内容：（二）耗散结构理论的基本内容复杂系统必须是开放系统，复杂系统要使自己远离平衡点，必须不断从外环境得到物质和能量的补充。

1 系统的分类：孤立系统：与环境既没有物质交换也没有能量交换封闭系统：与环境有能量交换，但没有物质交换开放系统：与环境既有能量交换，也有物质交换因为自然界中，真正的孤立系统实际上是不存在的，所以在实际工作中，人们常将孤立系统与封闭系统两个概念混用。

2 热力学第二定律：任何孤立系统都会因为热量的散失，而与环境达到热平衡而失去做功能的能力。

物理学将散失的热量称为“熵”，这样，热力学第二定律又可表述为：一个孤立系统最终都将达到一个最大熵的热平衡状态。

（宇宙热死）。

3 开放系统不遵守热力学第二定律研究发现对于复杂系统物质来讲，虽然也存在热的散失，但系统并未走向与环境达到热平衡的状态，相反，复杂系统可以处在远离热平衡的状态不变。

研究发现：之所以出现上述现象，是因为复杂系统是一个“开放系统”。

举例说明耗散结构论
耗散结构论是一种描述复杂系统演化的理论框架，它涉及物理、化学、生物、社会等多个领域。

下面以不同领域的例子来说明耗散结构论的应用。

1. 自然系统：
- 飓风的形成和演化过程是一个耗散结构，它通过吸收热量和水汽等能量，形成了一个自我维持的系统。

- 河流的形成和发展也是一个耗散结构，水流通过侵蚀和沉积等过程，形成了一个稳定的河道系统。

2. 生物系统：
- 生物进化是一个耗散结构，通过自然选择和遗传变异等机制，物种逐渐适应环境并演化出新的特征和功能。

- 生物群落的形成和发展也是一个耗散结构，不同物种之间通过竞争和合作等关系，形成了一个相对稳定的生态系统。

3. 社会系统：
- 市场经济是一个耗散结构，通过供需关系和竞争等机制，形成了一个动态的经济系统。

- 社会网络是一个耗散结构，人们通过交流和合作等方式，形成了一个复杂的社会关系网络。

4. 物理系统：
- 火焰的燃烧过程是一个耗散结构，通过燃烧产生的热量和化学反应等机制，维持了火焰的存在和演化。

- 自然界中的化学反应也是一个耗散结构，通过反应物之间的相互作用，形成了新的化合物和物质。

以上是一些耗散结构论的例子，它们展示了在不同领域中，复杂系统是如何通过吸收能量和物质等资源，形成自我维持的结构并演化的。

耗散结构论为我们理解自然和社会系统的演化过程提供了一种框架和思维工具。

通过研究耗散结构，我们可以更好地理解复杂系统的行为和特征，为解决实际问题提供指导和思路。

耗散结构的例子耗散结构是指一个系统在不断地吸收能量和物质，同时也在不断地释放能量和物质，从而维持其稳定的状态。

这种结构在自然界中随处可见，下面列举了一些例子。

1. 大气环流系统：大气环流系统是地球上最大的耗散结构之一。

它通过吸收太阳能和地球表面的热量，产生气流和风，从而维持地球的气候和生态系统。

2. 水循环系统：水循环系统是地球上另一个重要的耗散结构。

它通过吸收太阳能和地球表面的热量，产生蒸发和降水，从而维持地球的水资源和生态系统。

3. 生态系统：生态系统是由生物和非生物因素相互作用而形成的一个复杂的耗散结构。

它通过吸收和释放能量和物质，维持着生物多样性和生态平衡。

4. 细胞：细胞是生物体内最基本的单位，也是一个典型的耗散结构。

它通过吸收和释放能量和物质，维持着生命的运转和稳定。

5. 城市：城市是人类社会中的一个典型的耗散结构。

它通过吸收和释放能量和物质，维持着人类社会的运转和稳定。

6. 交通系统：交通系统是城市中一个重要的耗散结构。

它通过吸收和释放能量和物质，维持着城市内部和城市之间的交通运输。

7. 电力系统：电力系统是现代社会中一个重要的耗散结构。

它通过吸收和释放能量，维持着人类社会的工业生产和生活需求。

8. 金融系统：金融系统是现代社会中一个重要的耗散结构。

它通过吸收和释放资金，维持着人类社会的经济运转和稳定。

9. 大脑：大脑是人类身体中最复杂的器官之一，也是一个典型的耗散结构。

它通过吸收和释放能量和物质，维持着人类的思维和行为。

10. 社会网络：社会网络是现代社会中一个重要的耗散结构。

它通过吸收和释放信息和人际关系，维持着人类社会的交流和互动。

在远离平衡的非线性区形成的新的稳定有序的结构，由于需要与外界环境交换实物和能量才能维持，所以叫做耗散结构。

所谓假说，就是对于一定范围内的事物、现象的本质、规律或原因的一种推测性的说明方式。

科学假说有两个显著的特点：(1)有一定的科学根据。

它建立在已有的科学理论和实验材料的基础上，并且经过了一定的科学论证，因而它与毫无事实根据的迷信、臆测不同，也与缺乏理论论证的猜测、幻想有别科学假说与主观妄想和凭空臆断是有原则区别的；(2)带有推测和假定的性质，有待于实验检验和理论论证，因而与确实可靠的理论不同。

技术创新，是指企业应用创新的知识和新技术、新工艺，采用新的生产方式和经营管理模式，提高产品质量，开发生产新的产品，提供新的服务，占据市场并实现市场价值。

”在这里技术创新已经不是单纯技术概念，而是技术与经济结合的经济学范畴的概念，涵盖企业运行的全过程。

技术创新是指经济实体为了适应技术进步和市场竞争的变化，借助内外力量引进某种新技术的过程，它包括产品的创新、工艺创新、组织创新、市场创新和材料创新等。

技术创新是一个经济概念而不是一个技术概念；技术上的某一新的发明若不被应用于经济活动之中，不能称为技术创新。

技术创新是一个从创新思想的形成到创新成果被广泛应用的全过程。

通常一个技术创新过程包括选题、研究、开发、设计、实验、生产、销售、服务、信息反馈和技术扩散等多个环节，而且只有各个环节之间紧密衔接，才能保证技术创新的成功。

19世纪末、20世纪初的美籍奥地利经济学家约瑟夫．阿罗斯．熊彼特的动态发展理论就是以创新（技术创新），概念为特色的。

他认为，经济本身存在着一种破坏均衡而又恢复均衡的力量，那就是创新活动，而且正是这种创新活动引起了经济的发展。

他所说的创新活动是指："企业家实行对生产要素的新的组合。

"包括五种情况：（1）引入一种新的产品或提供一种产品的新质量；（2）采用一种新的生产方法；（3）开辟一个新的市场；（4）获得一种原料或半成品的新的供给来源；（5）实行一种新的企业组织形式，如建立一种垄断地位或打破一种垄断地位。

热力学系统的耗散结构热力学是研究宏观物质运动和相互作用的学科。

热力学系统是一个封闭的物质集合，它受到温度、压力、能量等方面的限制。

热力学系统是一种介于分子级别和宏观级别之间的物理学模型，它可以解释物质的宏观行为。

热力学系统是一个耗散结构。

耗散结构是指一个开放系统，它可以维持稳定态，即使系统内部的热量和物质不断消耗和改变。

耗散结构是复杂系统中的一种，具有自组织行为和紧密联系的状态。

在热力学中，系统会发生热量、物质和能量的交换。

这些过程可以用热力学方程来描述。

其中，热力学第一定律描述了能量的守恒，热力学第二定律描述了热量的流动性质。

热力学第二定律阐述了熵增原理，即热力学系统的熵增加总是不可逆的。

熵增原理是热力学系统的重要特点之一。

它是指任何一个热力学系统，其熵都必须增加，因为随着热力学系统向稳定状态迈进，内部结构的不规则性和无序性也会增加。

这种增加不是在宏观上，而是在于分子水平上的。

在热力学系统中，熵增原理通常被描述成内部的无序程度增加，而这种无序程度又被称为热力学势。

热力学势是反映系统状态稳定程度的物理量。

热力学势的变化可以作为系统是否偏离稳态的依据。

耗散结构是热力学系统产生的一种稳定结构。

具体来说，是指一个复杂系统，它可以通过自组织行为来保持稳定状态。

耗散结构可以从无序中产生出来，可以维持一段时间，然后又回归到无序状态中。

在热力学系统中，耗散结构是由熵流产生的。

熵流是热力学系统中热量、能量、物质等在空间方向上的流动。

熵流可以为系统提供稳定性，因为它可以使系统的结构稳定。

例如，火车头的火焰可以产生熵流，为火车整个系统提供稳定性。

在耗散结构中，系统会消耗能量，但其结构不改变，因此其稳定性会得到保持。

一些基础物理学中的现象，如相变、超导、超流、液晶等，都与热力学系统中的耗散结构有关。

总之，热力学系统的耗散结构是一种复杂的系统结构，它经历了自组织和自适应行为，从而保持稳定状态。

这种结构在自然界和现代科技中都有着广泛应用，例如电脑制造、机械工程和药物等领域。

“耗散结构”的简介与分析耗散结构比利时的普里戈金从研究偏离平衡态热力学系统的输送过程入手，深入讨论离开平衡态不远的非平衡状态的热力学系统的物质、能量输送过程，即流动的过程，以及驱动此过程的热力学力，并对这些流和力的线性关系做出了定量描述，指出非平衡系统（线性区）演化的基本特征是趋向平衡状态，即熵增最小的定态。

这就是关于线性非平衡系统的“最小熵产生定理”，它否定了线性区存在突变的可能性。

普里戈金在非平衡热力学系统的线性区的研究的基础上，又开始探索非平衡热力学系统在非线性区的演化特征。

在研究偏离平衡态热力学系统时发现，当系统离开平衡态的参数达到一定阈值时，系统将会出现“行为临界点”，在越过这种临界点后系统将离开原来的热力学无序分支，发生突变而进入到一个全新的稳定有序状态；若将系统推向离平衡态更远的地方，系统可能演化出更多新的稳定有序结构。

普里戈金将这类稳定的有序结构称作“耗散结构”。

从而提出了关于远离平衡状态的非平衡热力学系统的耗散结构理论。

耗散结构理论指出，系统从无序状态过渡到这种耗散结构有几个必要条件，一是系统必须是开放的，即系统必须与外界进行物质、能量的交换；二是系统必须是远离平衡状态的，系统中物质、能量流和热力学力的关系是非线性的；三是系统内部不同元素之间存在着非线性相互作用，并且需要不断输入能量来维持。

在平衡态和近平衡态，涨落是一种破坏稳定有序的干扰，但在远离平衡态条件下，非线性作用使涨落放大而达到有序。

偏离平衡态的开放系统通过涨落，在越过临界点后“自组织”成耗散结构，耗散结构由突变而涌现，其状态是稳定的。

耗散结构理论指出，开放系统在远离平衡状态的情况下可以涌现出新的结构。

地球上的生命体都是远离平衡状态的不平衡的开放系统，它们通过与外界不断地进行物质和能量交换，经自组织而形成一系列的有序结构。

可以认为这就是解释生命过程的热力学现象和生物的进化的热力学理论基础之一。

在生物学，微生物细胞是典型的耗散结构。

耗散结构的基础知识
（2011.10.14）
一、耗散结构的基本概念
远离平衡态的开系（open system,即与外界既交换能量也交换物质的系统），通过耗散过程自发地出现空间结构或时间结构、时空结构的现象。

属于空间结构的如贝纳尔（Benard）对流，地幔对流；属于时间结构的如化学震荡等。

耗散结构的出现，说明系统对称性减小，因而变得更有序。

这说明耗散结构是一种自发的由无序向有序的转变，很类似于从液体变为晶体的相变。

因而称之为非平衡相变（因其发生在远离平衡态）；又因为这种有序结构是好像诸分子自发发生的宏观现象，故称其为自组织现象，相应地这种有序结构被称为自组织结构。

耗散结构的特点：
1）耗散结构一定发生在远离平衡态的开系中，而且一定出现在能量耗散系统中，它只能靠外界不断供应能量或物
质才能维持其存在。

而平衡相变产生的结构（如晶体中
的原胞结构），即便在封闭的孤立系统中仍能稳定存在。

2）耗散结构仅在控制参数（如温差、流速等）达到一定阈值而产生失稳时才突然出现。

3）耗散结构具有时间或空间结构，其对称性低于达到阈值前的状态，因而是一种非平衡相变。

4）耗散结构是一种非线性现象。

5）耗散结构虽是旧状态不稳定的产物，但它一旦产生，就
具有相当的稳定性，不会被任何小扰动所破坏。

耗散结构的上述特点，使人们认识到：不可逆过程虽然总是耗散能量，浪费有用功，但却可为有序的建立提供必要条件。

进化生态学名词解释耗散结构
进化生态学名词解释
进化生态学是研究物种在适应环境变化过程中的演化和生态学关系的学科。

它主要探讨物种如何适应环境变化、如何利用资源、如何与其他物种相互作用以及这些过程如何影响物种的演化。

耗散结构
耗散结构是指一个系统在一个非平衡状态下，通过吸收能量和物质来维持自身稳定的结构。

这个概念最早由Ilya Prigogine提出，他认为所有开放系统都是耗散结构。

在自然界中，许多生命体系也可以被看作是耗散结构，例如人类身体、群落和生态系统。

耗散结构的特点
1. 非平衡状态：耗散结构存在于非平衡状态下，需要不断地吸收能量和物质来维持自身稳定。

2. 自组织性：耗散结构具有自组织性，可以通过内部机制自我调节和协调。

3. 多样性：耗散结构可以表现出多样性，不同的系统会因为吸收不同的能量和物质而呈现出不同的形态和行为。

4. 敏感性：耗散结构对环境变化非常敏感，小的变化可能会导致系统的崩溃或产生新的结构。

5. 开放性：耗散结构是开放系统，需要从外部吸收能量和物质来维持自身稳定。

耗散结构在进化生态学中的应用
在进化生态学中，耗散结构理论被广泛应用于研究生物群落和生态系
统的演化。

人类社会可以看作是一个耗散结构，人类通过吸收能量和
物质来维持社会稳定，并且社会内部具有自组织性和多样性。

同样地，一个生态系统也可以看作是一个耗散结构，它需要从外部吸收能量和
物质来维持自身稳定，并且具有自组织性和多样性。

通过研究生态系
统的耗散结构特征，可以更好地理解它们的演化过程。

耗散结构简介1自组织现象热力学第二定律说明了孤立系统中进行的自然过程有方向性：有序→无序（退化，克劳修斯提出）自然界实际上也存在许多相反的过程：无序→有序（进化，达尔文提出）一个系统由无序变为有序的自然现象称为自组织现象。

例1：生命过程中的自组织现象（1）蛋白质大分子链由几十种类型的成千上万个氨基酸分子按一定的规律排列起来组成。

大脑是 150 亿个神经细胞有规律排列组成的极精密极有序的系统，是一切计算机所替代不了的。

—— 如看一张相片，分辨男？女？大约年龄？对带有输入“器官 —— 眼睛”的大脑是很简单的事情，对计算机来说就非常复杂了。

假定蛋白质是随机形成的，而且每一种排列有相等的概率，那么即使每秒进行 100 次排列，也要经过 10109亿年才能出现一次特殊的排列。

这种有组织的排列决不是随机形成的（2）树叶有规则的形状；动物毛皮有花纹，蜜蜂窝；龟背（空间有序）（3）候鸟的迁移；中华鲟的徊游（时间有序）例2、无生命世界的自组织现象（1）六角形的雪花；（2）鱼鳞状的云；（3）激光（4）贝纳特现象（Benard）当ΔT = T2 - T1 = 0 时平衡态当ΔT > 0 但不太大时，稳定的非平衡态 —— 单纯热传导当ΔT > T c时，出现有序的宏观对流。

千千万万的分子被组织起来，参加一定方式的宏观定向运动，能量得以更有效的传递。

自组织现象是与热力学第二定律的 有序 → 无序 时间箭头相矛盾的！要将它们用物理学规律统一起来，必须抓住孤立系统与开放系统的区别。

2、开放系统的熵变热力学第二定律：孤立系统中发生的过程 ΔS > 0；但对一个开放系统，熵有可能减少！开放系统：与外界有能量交换（通过作功、传热）或物质交换的系统。

2、1 理论上的可逆过程状态 1 到状态 2 熵的增量()()21dQS T Δ=∫ (可逆)对孤立系统：因绝热 ΔS = 0，熵不变对开放系统：若单调吸热 d Q > 0，ΔS > 0 熵增加；若单调放热 d Q < 0， ΔS < 0 熵减少。

生物系统的耗散结构和自组织性质生命的存在不仅仅是机械式的运作，而是一种充满活力的复杂体系。

生物体系中的耗散结构和自组织性质是生命系统的关键特征。

本文将重点探讨生物系统中的耗散结构和自组织性质，以及这些特征对生命体系的影响。

一. 什么是耗散结构？耗散结构是指生物体系的一种动态状态，它是通过消耗能量和物质，并将它们转化成生物体系所需的结构和功能的一种过程。

生物体系中的许多过程都需要耗散结构的支持，例如酶合成、代谢产物消耗和生长等生命过程。

耗散结构的产生是生物体系中不可缺少的过程，它保证了生命系统的正常运转。

二. 生物体系中的自组织性质自组织性是生物体系中的另一个重要特征。

自组织性是指生物体系中出现的结构和组织形式，是由于不同的生物体组件之间的相互作用和调节所形成的。

当生物体系中包含的成分相互作用的规律性达到一定的水平时，组织和结构中就会出现某种规律性。

生物体系中的自组织性质是一种较为普遍的现象，它有助于生物系统的功能完成和稳定性维持。

三. 耗散结构与自组织性的相互作用耗散结构和自组织性是生物体系中的两个重要特征，并且它们之间存在着相互关联和相互作用的关系。

首先，耗散结构可以促进自组织性。

由于耗散结构的存在，生物体系中每个组件的持续运动和代谢产生了相互之间的相互作用和调节。

这种相互作用和调节可以促进自组织性的产生。

例如，在一个生长的微生物群体中，每个微生物细胞之间都存在一定的相互作用，这些相互作用可以促使整个群体的生长和扩散。

其次，自组织性可以维持和调节耗散结构的运转。

由于自组织性的存在，生物体系中的各种组件可以相互协同和协调，这有助于保证耗散结构的完整和稳定。

例如，在一个细胞代谢网络中，各种代谢产物的转化和消耗需要通过复杂的调节控制才能保证正常进行。

最后，耗散结构和自组织性相互支持，维持了生物体系的动态平衡和稳定性。

生物体系中的组件之间的不断调节和适应可以使系统稳定，并能够应对外界变化。

同时，耗散结构的存在保证了生命体系中必需的物质和能量的不断供应。

“耗散结构”理论思想对企业经营管理的启示摘要：耗散结构理论是研究开放系统在远离平衡状态的非线性区从混沌而有序转化、将系统引向自我完善的机理和规律的理论。

对我们在经营管理实践中，深入、透彻地认识和分析企业，掌握其内在发展规律具有现实的指导意义。

关键词：耗散结构企业系统一、耗散结构及其特点耗散结构是开放系统在远离平衡态时可能形成的一种时空有序结构。

它是由比利时科学家普利高津(I.prigogine)于1969年针对非平衡热力学和统计物理学的发展提出的一个重要概念。

一个远离平衡态的开放系统，通过不断与外界交换物质和能量，当影响系统的条件变化达到一定阈值时，可以形成新的有序结构，这种结构要依靠消耗外界的物质和能量来维持，因此称为耗散结构(dissipative structure)。

耗散结构是一个动态的稳定有序结构，是一种“活”结构。

它可以从一种耗散结构向新的更高级的耗散结构跃迁和发展，最典型的例子是生命体。

这种结构具有以下特点：一是开放系统。

耗散结构是在开放环境中生成的，系统和外界保持着物质、能量和信息的交换。

二是系统要远离平衡态。

系统是在非平衡条件下生成的，始终处于远离平衡态的区域。

三是系统中存在非线性作用。

线性的正反馈作用可导致系统失稳，产生分叉。

只有系统内部存在非线性作用，才能使其形成稳定的耗散结构。

耗散结构理论是研究开放系统在远离平衡状态的非线性区从混沌向有序转化、将系统引向自我完善的机理和规律的理论，它解决了建立于封闭系统的热力学第二定律所解释不了的问题。

二、企业系统的耗散性普利高津把开放系统、远离平衡、非线性作用，作为耗散结构形成的基本条件。

远离平衡态的非平衡系统可以是生物的、物理的、化学的，也可以是社会的。

一个发展中的企业作为社会大环境中的一个子系统，具备耗散结构的诸多特点，亦可视为耗散系统来加以研究。

第一，企业是一个具有多元组分的开放系统。

事实上，任何社会组织都可视为一个开放的系统，它们都或多或少地与外界环境进行着各种资源的交换。

耗散结构数学定义
耗散结构是一个系统存在的一种结构状态，它是一个远离平衡状态的开放系统。

这个系统通过不断地与外界进行物质、能量和信息的交换，当系统内部某个参量的变化达到一定的阈值时，通过涨落，系统可能发生突变即非平衡相变，由原来的混沌无序状态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。

这种在远离平衡的非线性区形成的新的稳定的宏观有序结构，由于需要不断与外界交换物质或能量才能维持，因此称为“耗散结构”。

以上内容仅供参考，建议查阅关于耗散结构的书籍文献，获取更全面和准确的信息。