[转载]耗散结构

    比利时化学家普里高津因1969年提出“耗散结构理论”而于1977年获得诺贝尔奖。现在“耗散结构理论”成为很多领域的研究和应用对象。比如高校建设、学生培养已经社会发展等等。我们来一起看看耗散结构究竟说的是什么意思。

    一、熵的知识。

    1、熵的含义。一个系统处于某个状态时，它的各个组成部分可以处于很多种微观状态。设总的可能的微观状态总和为Ω，则我们定义这个系统的熵为S=KlnΩ.我们可以发现熵S越大，则表示系统所能出现的微观状态Ω就越多，那么我们就更难做出准确判断。所以熵就是表示一个系统的混乱程度，熵越大，系统越混乱。

   2、熵增加原理。自然界总是朝着这样的趋势发展：系统内部达到平衡。系统总是向概率大的方向发展，也就是说平衡状态所对应的微观状态最多，出现的概率最大。由此我们可以知道，一个孤立的系统向平衡状态发展，就表示出现的微观状态Ω就更多，那么熵S就增大，熵总是在增加的，当达到平衡状态时，系统的熵达到最大，这就是熵增加原理。比如使用一个密闭的容器将一个人和外界孤立，那么最终的结果就是腐烂，人的分子在容器内到处扩散，然后平衡，原来手这个部位的分子却到处都能扩散，系统混乱，熵最大。

    二、耗散结果理论。

   1、耗散结构理论为什么那么受欢迎，就是由于它是研究如何使系统处于有序发展的状态。

   2、耗散结构形成的条件：

    1）开放性。要想使一个系统处于有序的状态就要使它的熵减少，而由熵增加原理最大一个孤立系统的熵肯定是增加的，熵要想减少系统必须和外界进行交换，所以耗散结构形成的首要条件就是开放式系统。

   2）负熵流。一个开放系统的熵的变化由两部分引起，一部分是系统内部产生的熵dinS，另外一部分是系统与外界交换获取的熵doutS，即：dS=doutS+dinS.内部熵始终大于零dinS>0,一个系统要想持续有序发展则熵必须减小dS<0,所以doutS<0,即系统必须从外界获取负熵流。实现负熵流有两种方式：

从外界直接获取负熵和向外界排放正熵。

   3）非线性。

   4）远离平衡态。

   由以上条件我们可以看出，一个系统要想出于有序的发展状态必须消耗外界物质而同时向外界排放垃圾，所以这种理论就称为耗散结构理论。

   三、人体的有序发展与耗散结构理论。

“一个生命有机体的熵是不可逆地增加的，并趋于接近最大值的危险状态，那就是死亡。生命体作为一个非平衡的开放系统要摆脱死亡，从物理学的观点看，唯一的办法就是从环境中不断汲取负熵来抵消自身的熵增加，有机体是赖负熵为生的。更确切地说，新陈代谢中本质的东西，乃是使有机体成功地消除当自身活着的时候不得不产生的全部的熵，从而使其自身维持在一个稳定而又很低的熵的水平上。”---《生命是什么》。

       量子力学的创始人之一，著名的物理学家薛定谔获得物理诺贝尔奖后转攻生命科学，他想用物理化学结合生物知识解释生命的本质。他著写的《生命是什么》留给我们一句很重要的话：生命赖负熵而生存。从上面薛定谔的这句话我们就可以知道人体就是一个耗散结构，人要想有序发展就要依赖负熵流，从外界获取负熵并向外界排放正熵。所以我们每天从外界吸收 葡萄糖，脂肪，蛋白质等食物，这些食物在人体内转化成熵值更高的物质，然后排出体外，这样就减少了人体熵的增加，可见生命依赖于人体的新陈代谢。如果一个人的新陈代谢出现问题，那么他的熵就会加快增加，就会朝着死亡发展。另外对外界做功也能减少熵的增加，“生命在于运动”。

   四、社会的有序发展。

   一个社会更是一个耗散结构。像朝鲜这样的封闭国家很难有什么生气的，中国改革开放后发展很快就是因为它符合了耗散结构的条件。健康的社会系统需要从外界吸收阳光，水分，健康的食物，精良的知识，先进的技术，设备，健康的文化等能带来负熵的东西，然后排放垃圾，污染，社会动乱，疾病，战争等正熵的东西，这个社会才会健康有序的发展。如果社会开放是开放了，但只是引进来些垃圾文化和食品，又把自己的资源出卖，只剩下环境污染，那么这个社会比一个封闭的社会更可怕，熵增加只能指数上升，走向灭亡也更快。