耗散结构理论

出处:按学科分类—社会科学总论 山东人民出版社《社会历史观大辞典》第485页(772字)

产生于非平衡态统计物理学中的一种自组织系统理论。

它是由比利时科学家普里高津于1969年提出的。由于他对非平衡热力学尤其是对耗散结构理论的贡献,被授予1977年的诺贝尔化学奖。

非平衡态物理学主要研究处于非平衡态的系统随时间演化的行为。

耗散结构理论认为,对于一个远离平衡态的非线性开放系统,当某个参量的变化达到一定的阈值时,通过涨落,系统有可能由原来的无序状态转变为一种在空间、时间或功能上有序的状态。这种自发产生的具有稳定有序状态的结构即为耗散结构。耗散结构理论认为耗散结构的形成需要三个条件:一、系统必须是远离平衡态的开放系统;二、系统的不同元素之间存在着非线性的作用;三、要有涨落的触发。

在远离平衡态的非线性区,系统处于一种动态的平衡之中,这时系统的一个微观随机的小扰动就会通过相干作用得到放大,成为一个整体的、宏观的“巨涨落”,使系统进入不稳定态,从而又跃迁到一个新的稳定的有序状态。耗散结构理论的提出对于热力学第二定律提出以来就存在的所谓时间的可逆性和不可逆性、平衡态和非平衡态、有序和无序等问题上形成了独树一帜的观点和方法。

它的持论者们不同意把热力学第二定律所描述的趋向平衡的发展观与自然界及社会现象中总结出来的由简单到复杂、由低级到高级的发展观对立起来。他们认为,这些现象由同样的规律支配,只不过前者处于热力学分支点之前,后者处于热力学分支点之后远离平衡与外界有能量和物质交换的系统中。

普里高津采用了薛定谔最早提出的负熵流的概念,使得在不违反热力学第二定律的条件下非平衡系统可以通过负熵流来减少总熵,达到一种新的稳定的有序状态,即耗散结构。他由此认为生命决不违背物理学定律,生命和非生命之间没有绝对的界限。

耗散结构的概念还可应用于生物学甚至社会学,由此引起了科学界和哲学界的广泛注意。

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