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有序、无序与熵

O 前言 有序和无序这一对概念,原来是用来描述微观世界微观粒子运动行为的术语.然而,目前在许多科技领域,如生物、信息、生产、经济和社会组织等方面都获得较广泛的应用.所以,有序和无序这概念极富魅力。有些科学家宣称:在某些范畴导致较高的有序化,必定是以牺牲其它范畴的有序化为代价的,而且,凡无序中必含有熵。因此,他们也试图用熵来解释如生物、信息、经济和社会现象。 自然界中,存在着各种形式的能量,相互可以转换,Ⅱ能量守恒。这是能量守恒与转换定律所阐明的内容。但各种能量的转换能力是否相同呢?非也.根据其转换能力的不同,各种能量又可分为有序能和无序能。如机械能。电能是宏观物体有规则运动能量的量度,是有序运动的能量。而热能就不同了,它是微观粒子杂乱无章,不规则运动能量的量度,是无序运动的能量。机械能、电能可以全部转换为热能,而热能却不能全部转换为机械能,(热机的热效率只能小于1)。这一客观事实充分表明:机械能、电能比热能更为宝贵,使用价值更高...  (本文共7页) 阅读全文>>

《自然杂志》1990年04期
自然杂志

负熵是什么

耗散理论认为,远离平衡态的开放系统在一定条件下能自发地向着有序化变化发展,这种稳定的有序组织形式,是以系统不断从外界环境中获得能量和物质,在内部流通转化逐渐耗散来维持的,也就是说是以外界输入负嫡为代价的.在寻求与嫡增相悖的机制时玻耳兹曼指出:“生物为了生存而作的一般斗争,既不是为了物质,也不是为了能量,而是为了嫡而斗争.这种斗争在能量从热的太阳到冷的地球的转移过程中很有价值.为了尽可能利用这种转移,植物铺开了它的面积大得不可计量的叶片,以一种尚未探明的方式,迫使太阳去完成我们在实验室中不知道如何完成的化学合成.”这也就是说,绿色植物通过光合作用从太阳能中吸取负嫡维持其生命,生命之所以能存在就在子能从环境中不断得到负嫡,恰如薛定谬所说,“生物以负炳为食”,“要摆脱死亡,就是说要活着,唯一的办法就是从环境中不断吸取负嫡”〔u.在我们生存的世界上,从无序向有序变化的例子不胜枚举,所有这些有序化变化都是负嫡在其间起了相当重要的作用.那末...  (本文共5页) 阅读全文>>

《系统管理学报》2011年05期
系统管理学报

基于系统动力学的企业复杂系统资源负熵管理模型仿真

企业复杂系统(Enterprise Complex System,ECS)是社会经济系统的细胞,企业复杂系统的是否能够可持续发展,关系到国家与社会经济命脉[1]。企业复杂系统为了实现可持续发展进化,需要从资源环境中输入负熵资源,根据掌握的市场信息,运用物理、化学或生物等多种资源配置方法,利用其物性价值进行活动,同时,还需要把生产经营过程中产生的大量熵增废弃到系统外。资源熵增能够使企业复杂系统失去自组织能力,使混乱加剧并趋于解体。资源负熵是资源熵增的对立属性,资源负熵能使系统能量利用效率更高,抑制系统物质退化速度,资源利用更合理、经济,能使企业复杂系统自组织系统能够产生、维持,向更有序、更复杂、更进化发展[2]。在企业复杂系统持续发展过程中投入的人力、能量、物质与技术、设施、信息、资金等生产要素都是资源负熵范畴[3]。系统动力学(System Dynamics,SD)是研究如何协调、管理系统中相互关联的多个因素或者子系统的影响,从...  (本文共6页) 阅读全文>>

《物理》1980年90期
物理

用负熵反应制取新材料

用负熵反应制取新材料国家自然科学基金、高技术新材料基金和教育部资助项目薛定谔曾把生命现象归于负熵反应或过程,所以人们常简单地说:什么是生命,生命就是负熵.确实,在生命现象中包含大量负熵反应和过程.由于人们对生命奥秘在认识上的限制,有时还存在着生命现象是否违反热力学第二定律的猜测.有趣的是,对激活低压金刚石气相生长的同时石墨会被腐蚀的现象也产生了是否是“违反热力学第二定律”的“热力学悖论”之类的猜测.那么这两者是否存在内在联系呢?从上一个世纪起就曾经多次有人宣称,把石墨封入金属管子中投入炉中加热,取出冷却后就得到金刚石,实际上这都是些闹剧.到本世纪二三十年代,人们从碳的平衡相图中弄清金刚石在低压下是亚稳相而石墨是稳相以后,人们就不再相信这类报道了.1970年前后,前苏联Spitsyn等在外界能量激活产生超平衡浓度原子氢的条件下,使甲烷等气态碳氢化合物分解,在低压下实现了金刚石的气相生长.当时有些学者把它当作是“点金术”之类而不...  (本文共2页) 阅读全文>>

权威出处: 《物理》1980年90期
《情报理论与实践》1950年20期
情报理论与实践

重论信息即负熵

重论信息即负熵李艳林(中山大学信息管理系广东)摘要学术界一直普遍接受“信息即负熵”的观点,但近来有人认为“信息即熵”。为弄清这个问题,笔者在对信息与熵及负熵之关系进行阐述之后,重新论证了“信息即负熵”。关键词熵,信息熵,信息理论在信息论中,学术界普遍流行的观点一直认为“信息即负摘”,“是系统有序状态的量度”,这似乎已成定论。不久前,有文章论证得出与之截然相反的结论:“信息即摘,非负惭。如此天壤之别的答案,不由引出笔者对信息与阅及负捕之关系究竟如何的进一步思g。·1信息及其度量1.1信息的定义关于信息的定义问题,几十年来,国内外众说纷坛。信息作为一个科学概念,最早出现于通信领域。1928年,哈特莱在其发表伊的信息传输})一文中提出了信息和消息在概念上的差异,并提出用消息出现的概率的对数来度量其中所包含的信息,从而为申农的信息理论建立奠定了初步基础。到了40年代,户农和维纳从通信和控制的角度提出了信息的概念。批后,由于信息概念广泛地...  (本文共3页) 阅读全文>>

《医学物理》1987年Z1期
医学物理

9—7 关于有机体的有序自组织和自装配能力的理论研究

在本文中我们研究了生物体的负嫡状态,信息嫡流和生物场以及生物场和动力学特性等三个间题,主要是从原子、分子水平上来说明有机体的有序自组织,细胞等是如何形成的?为什么生物体具有自装配的能力和能协调一致地“协同”作用?进而阐明了生物体生存和变化等...  (本文共1页) 阅读全文>>