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“耗散结构”心得

已有 3520 次阅读 2010-11-18 20:13 |个人分类:未分类|系统分类:教学心得

        耗散结构则是指远离平衡态的开放系统,通过耗散运动形成的一种动态稳定的有序化结构,即由原来混浊无序的状态转变成一种在空间上、时间上或功能上的有序状态。

        在对宇宙的形成和发展的认识上,克劳修斯从热力学第二定律自然增熵原理出发认为,既然物理过程总是自发地从有序走向无序,系统的熵是增加的,因而宇宙的演化是熵增的,最后将达到“热寂”,即运动停止而毁灭。然而达尔文进化论则认为,生物的发展是由低级到高级,由简单到复杂,是朝着由无序向有序方向发展的。这就产生了物理理论与生物理论的予盾,并引起哲学上的重大争论。耗散结构认认为,对于孤立系统来说熵是增加的,总过程是从有序到无序。而对于开放系统来说则由于通过与外界交换物质和能量,可以从外界吸取负熵来抵消自身熵的增加,使系统实现从无序到有序、从简单到复杂的演化,从而解决了“热寂说”进化论的予盾,使物理学与生物学的这两个规律得以统一。耗散结构论把客观系统分三大类:一类为孤立系统,指那些与外界环境既没有能量交换也没有物质交换的系统;一类为封闭系统,指那些与外界环境有能量交换,但没有物质交换的系统;还有一类是开放系统,指系统与环境既有能量交换又有物质交换的系统。耗散结构论侧重于探讨开放系统的现象与过程,讨论一个非平衡态趋向动态稳定的条件,并把这个条件称之为“耗散性条件”。

        耗散结构在客观世界中是普遍存在的。生物和社会系统都是耗散结构。要吸收养料排出废物,不断进行新陈代谢才能生存,一个城市需要输入食品、燃料、日用品或各种原料,要输出产品和排掉废弃物,才能存在下去,保持稳定的高度组织化的有序结构。

        耗散结构论认为,自然界的进化过程,相对应于一系列的各种动态的平衡过程,这种动态平衡状态的演化导致水平愈来愈高的复杂组织的出现,因此进化可以看做是动态平衡的发展过程。



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