耗散结构

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
远离平衡态
• 远离平衡态是相对于平衡态和近平衡态而言的。 • 平衡态是指系统各处可测的宏观物理性质均匀
(即可逆过程)的状态。 • 远离平衡态是指系统内可测的物理性质极不均
匀的状态。 • 耗散结构理论所给出的系统是一个高熵产的、
宏观上有序的状态。
非线性
• 系统产生耗散结构的内部动力学机制， 正是子系统间的非线性相互作用。
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。
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• 耗散结构理论可概括为：一个①远离平衡态的 ②非线性的③开放的系统(不光是热力学系统， 还包括物理的、化学的、生物的乃至社会的、 经济的系统)
• 通过④不断地⑤与外界交换物质和能量，在系 统内部某个参量的变化达到一定的⑥阈值时， 通过⑦涨落，系统可能发生⑧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。
流进的熵 — d Q
T1
流出的熵
d —
Q
T2
因为 T1 > T2 ， 所以
dQ dQ T1 T2
即流出的熵大于流进的熵 。
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若净流出的熵超过了系统内部的“熵产生”， 系统的熵就减少，系统就从无序有序。
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所以，大脑神经细胞的这种有组织的排列决 不是随机形成的。
树叶有规则的形状；
龟背的图案；
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2.自组织现象中的时间有序结构 ▲ 无生命界：
B - Z反应
苏，1958 贝鲁索夫（Belousov） 扎玻庭斯基（Zhabotinski）
溴酸氧化反应： 柠檬酸+丙二酸，铈（Ce）离子催化。
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反
接 近 平 衡
• 这种在临界点附近控制参数的微小改变导 致系统状态明显的大幅度变化的现象，叫 做突变。耗散结构的出现都是以突变方式 实现的。

耗散结构及其四大原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊耗散结构及其四大原理。

你看啊，这耗散结构就像是一个特别有活力的小团体。

它不是那种死气沉沉的，而是充满了变化和生机。

先说这开放性。

一个系统要是封闭起来，不跟外界交流，那不就成了一潭死水嘛！就好比人要是整天把自己关在家里，不跟别人接触，那不得憋出毛病来呀！所以啊，得开放，得跟外界有来有往，这样才能有新鲜的东西进来，也能把不好的东西送出去。

再说说非平衡性。

这世界哪有绝对平衡的呀！要是都平衡了，那多没意思。

就像一场比赛，如果两边实力完全一样，那还有啥看头呢？正是因为有不平衡，才有了发展的动力。

就像我们的生活，有时候会遇到困难，可这也是让我们进步的机会呀！还有这非线性。

可不是简单的一加一等于二哦！很多事情的发展可不是那么直线条的。

就像我们学习，不是今天学一点明天就一定能进步多少，而是可能突然在某个时刻就有了大的突破。

这多神奇呀！最后是涨落。

这就像是生活中的小惊喜或者小挫折。

有时候一点小波动，可能就会引发大的变化呢！也许今天你在路上遇到一个人，随便聊了几句，结果就给你带来了一个大机遇。

你想想，我们的社会不就是一个大的耗散结构嘛！每天都有各种信息、各种人在交流互动，充满了开放性。

社会上也存在各种不平衡，贫富差距呀、地区发展不平衡呀，但这也促使我们去努力改变。

而且社会的发展也不是线性的，有很多意想不到的事情发生。

每天也都有各种涨落，可能一个新政策、一个新技术，就会改变很多人的生活。

咱自己的人生不也是这样嘛！我们要保持开放的心态，去接受新事物；要敢于面对不平衡，去努力提升自己；要明白事情不会总是按部就班地发展，要有应对变化的能力；还要珍惜那些生活中的小波动，说不定那就是我们人生的转折点呢！所以啊，朋友们，让我们像耗散结构一样，充满活力地去生活，去创造属于我们自己的精彩人生吧！别老是死气沉沉的，要积极主动地去拥抱这个丰富多彩的世界呀！。

热寂说热力学第二定律熵增耗散结构热寂说--热力学第二定律(熵增)--耗散结构00热寂说是十九世纪六十年代由德国物理学家克劳胥斯用热力学第二定律讨论宇宙问题而得出的一种错误结论。

热力学第二定律指出，在一个不与外界发生相互作用，即不与外界发生物质和能量交换的孤立系统中，熵的变化总是大于或等于零，这就是熵增加原理。

按照这一原理，孤立系统的熵必趋于极大，即趋向平衡态，最后达到温度平衡。

克劳胥斯不懂辩证法，不能正确理解热力学第二定律，故将这一只适用于有限范围的定律外推到无限宇宙中，1865年错误地把这个定律概括为“宇宙的熵趋极大”。

1867年他又在《关于热力学第二定律》的通俗讲演中，更加明确地说：“宇宙的熵趋向于极大。

宇宙越是接近于这个熵是极大的极限状态，进一步变化的能力就越小；如果最后完全达到了这个状态，那就任何进一步的变化都不会发生了，这时宇宙就会进入一个死寂的永恒状态。

”这就是热寂说或宇宙热寂说。

这段话的意思是，自然界一切机械运动、电磁运动、化学运动等运动形式都将转化为热运动，而热运动则不能向其他运动形式转化，而热量不断向宇宙空间逸散，最后达到热平衡，宇宙各处温度都一样，于是一切变化都停止了，什么运动也没有，此时宇宙陷入热的死寂状态而毁灭。

如果要使宇宙复活重新运动起来，就必须靠外来的推动。

“因此，必须设想有上帝存在了。

牛顿的第一推动力变成了第一炽热。

”（《马克思恩格斯全集》第32卷第267页）热寂说一提出就受到宗教神学界和各种唯心主义派别的特别欢迎，利用它来作为世界末日论和上帝创世说的“科学”根据。

直到1951年，罗马教皇庇护十二世在《从现代自然科学看上帝存在的证明》的演说中，还将宇宙热寂说作为“承认宇宙中有个神圣的造物主”的证据。

实际上，宇宙热寂说和热力学第二定律之间并没有必然联系，前者并不是后者的科学推论。

恩格斯根据能量守恒和转化定律指出了热寂说的错误：一是违反了能量转化原理（质不灭原理），“克劳胥斯的第二原理等等，无论以什么形式提出来，都不外乎说：能消失了，如果不是在量上，那也是在质上消失了。

有趣的“熵增定律”和“耗散结构”1854年，一位叫克劳修斯的欧洲人，首次提出了“熵”的概念，认为“在孤立的系统内，分子的热运动总是会从原来集中、有序的的排列状态逐渐趋向分散、混乱的无序状态，系统从有序向无序的自发过程中，熵总是增加。

当熵在一个系统内达到最大值时，系统就会处于一种能量守恒状态而呈现一种静寂状态”（摘自网文《熵与社会发展》，作者山川若般）。

“熵”是热力学第二定律的核心概念，而热力学第二定律的另一层含义是，随着平衡的呈现，熵的递增是不可逆转的。

也就是说，熵是“时间之矢”（英国天文学家爱丁顿爵士语），时间是有力量的，时间亦是万物永恒的腐蚀剂，时间将所有的人，社会、生物、地球、太阳系以及宇宙引入不可逆的寂灭之路。

正像马克思所言：人从诞生之日起，就已经大踏步地在向着坟墓迈进。

这是恒定的铁律，在科学上被冠以“不可逆的熵增的必然性”。

克劳修斯发现了令人绝望的“熵增定律”，我们无法再去重现那是克劳修斯发现它时的精神状态，但有资料表明，天文学家、文学家和演员的自杀率似乎是最高的，许多西方科学家作为科学家的同时，也是虔诚的宗教徒。

例如天文物理学的奠基人开普勒曾写道：既然天文学家是自然之书最高上帝的牧师，适合我们思考的不是我们智慧的光荣，而是居于一切之上的上帝的光荣；牛顿是经典力学体系的建立者，包括发现万有引力定律、运动三大定律。

他信仰耶稣基督和救世主，晚年写了大量宗教方法的手稿，从年代学和圣经研究到神学阐释；我们必须记住，宗教和科学所处理的事情性质各不相同。

科学所从事的是观察某些控制物理现象的一般条件，而宗教则完全沉浸于道德与美学价值的玄思中。

一方面拥有的是引力定律，另一方面拥有的则是神性的美的玄思。

一方面看见的东西另一方面没有看见，而另一方面看见的东西这一方面又没有看见。

（怀特海《科学与近代世界》）。

理性主义使人类不断摆脱着蒙昧，同时也使人类遭受着从未有过的心灵绝望，就比如“熵增定律”。

1981年，美国出版了一本轰动一时的著作：《熵：一种新的世界观》，从而将熵的概念从自然科学范畴推演到了人类的社会学，有科学家断言：熵增定律最终控制着政治制度的兴盛和衰亡，国家的自由和奴役，商业和实业的命运，贫困和富裕的起源，以及人类总的物质福利。