物理耗散结构理论

1、耗散结构进化，退化，谁说了算？你的生命怎么统治？制作人：*飞学号：*question热力学第二定律告诉我们，物体的能量转化方向在没有外力帮助情况下，总是由有序做功运动向无序热运动转化。因此：退化达尔文进化论却告诉我们，生物总会向着更加适应环境的高级形态发展即由无序走向有序。因此：进化退化？进化？矛盾？ANSWER伊里亚普里戈金教授大手一挥，道，“吵什么吵，我这儿还有耗散结构理论耗散结构理论呢！” 耗散结构理论的内容：一个远离平衡态的非线性的开放系统(不管是物理的、化学的、生物的乃至社会的、经济的系统)通过不断地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阈值时，通过涨落，系统可能发

2、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，因此称之为“耗散结构 耗散结构的熵变化遵循下述公式：dS=diS+deSWHAT?How will it explain the paradox?根据耗散结构理论要点可知，耗散结构之所以可以平衡这两者之间的矛盾就是因为耗散结构本身是一个开放系统，在系统的变化过程中，外界系统起到了关键作用。如果不是开放性系统，那么根据热力学第二定律，那么系统必将从有序走向最无序，即熵值达到最大。但是熵值最大是不存在的。所以物体必然需

3、要与外界进行物质交换，所以，耗散结构就必然存在了。而耗散结构就是在原先无序基础上产生了新的有序结构，即由无序到有序，符合了进化论的理论。而原系统则符合由有序到无序的退化顺序。因此耗散结构顺利平衡了两个。illustrationexperiment贝纳德博士还有个著名的实验可以证明这个理论。他在一个圆盘中倒入一些液体。当从下面加热这一薄层液体时，刚开始上下液面温差不太大，液体中只有热传导。但当上下液面温差 T 超过某一临界值 Tc 时，对流突然发生，并形成很有规律的对流花样。从上往下俯视，是许多像蜂房那样的正六角形格子。中心液体往上流，边缘液体往下流，或者相反。贝纳德效应贝纳德效应另外，还有水的

4、形态变化同样可以证明这一结论。当外界的物质进入结构里面，必然会对系统内部的物理性质产生影响，因而物理性质会在一段时间后极不均匀，产生一个高熵状态（此时处于非平衡状态），因为是同时多个不独立的物理性质（同一系统中的两个事物之间必将存在联系），必将是一个非线性机制（推动并维持系统远离平衡态的耗散性）。所以耗散结构的几个要求都达到了。就只欠东风了。只需要通过涨落在那些物理性质达到阀值的时候产生突变便可以产生一个新的有序结构。explanationlife根据右图可知，生物体与外界的物质交换，也I说明了，生物体的系统开放性。在生物体内部，物质们都处于一种动态平衡中，不存在绝对平衡，如细胞的内外存在渗透

5、压，水盐也不是绝对平衡。如细胞外钠离子的浓度是内部钾离子的20倍。另外，人体正常体液呈弱碱性，但是消化道内却呈弱酸性，胃酸pH甚至只有1.5，由此可见细胞内的酸碱性也是不平衡的。因此，满足了远离平衡态的性质。于是，当涨落触发阀值发生突变后，人体就会向有序发展，从而可以维持正常。如果触发失败，就会导致生病。但是，耗散结构不可能将所有都转换为有序，必将有一部分不可避免的走向衰败，致使人最终走向死亡。在人体系统中,中医上讲究气。气是物质、能量、信息三者综合运动的概括,气是感应和传递信息的载体,气的运动始终伴随着信息运动,气机运动是人体系统与外界环境间进行熵流代谢的过程,通过气的升降出入运动主要是从外界获取某种信息,以维持机体的低熵有序状态。exploration人体由一种健康态转变到一种病理状态,或由某种病理状态转变到另一种病理状态,或者由某种病理状态转变到健康态,就是中医证的变化,根据耗散结构理论都可能有新的结构生成,只不过从健康态到病理状态或者某种病理状态到另一种病理状态,相应系统的有序程度比原有的低。人体保持健康有序状态,关键是要从外界获取必要的信息以抵抗人体系统内部的熵增,通过信息的作用使人体系统保持低熵有序。中医学通过司外揣内的功能