复杂科学的自组织难题

自组织现象是边缘交叉学科研究的内容,相关的理论有耗散结构理论。按照该理论,一个与外界进行物质和能量交换的开放系统,在一定条件下会自发地产生有序结构。有人认为,生命的起源是自组织的结果,生物系统和生命现象是自组织的,大脑功能     

人体内的重要屏障结构

人体在正常生活状态下,需要不断地从外界环境摄取营养物质和氧气,经过加工处理后补充到身体内环境中去。同时,又要及时地把体内的代谢产物及二氧化碳排到体外来。人体通过这种与环境进行的物质和能量交换,来实现新陈代谢,完成各种生命活动。这种体内外环境间的物质交换是通过体内各种细胞、器官、系统的正常生理功能活动来进行的,以此维持人体内相对稳定的内环境,即保持内环境理化性质的     

人体耗散结构与健康

人体是一个开放系统，它具有的体能、智能、情感能，会不断地与外界进行物质交换和能量交换。人体系统的耗散结构是一种“活”的有序化结构，是一个处于动态平衡的自组织系统。人体系统同时具有非线性的动力学过程，人体系统能通过结构功能之间的涨落。调节系统与外界环境之间的关系，使机体逐步适应环境的变化。人类健康的基础是人类的生存环境，只有生物多样性丰富、稳定和持续发展的生态系统，才能保证人类健康的稳定和持续。     

轨道交通体系与大中城市的发展

城市的交通运输是城市与外界、城市内部个体间进行物质、能量交换的系统，是城市可持续发展的重要组成部分。本文以城市综合交通体系的合理构成为基础，详细讨论了轨道交通系统的巨大优势以及轨道交通的适用范围，认为在具有区位优势的大中城市建设以轨道交通系统为骨干的综合公共交通系统是城市可持续发展的必然选择。     

有序开放经济系统——耗散结构理论在对外开放中的应用

耗散结构是指在一个远离平衡的开放系统(不管是力学的、物理的、化学的、生物的、社会的)中,在外界变化达到某一特定阈值时,量变可能引起质变,系统通过不断地与外界交换能量、物质和信息,并通过自我调节,组成系统的各要素会形成一种互相协同的作用,而可能由原来无序的状态转变为一种时间、空间或功能的有序结构。     

耗散结构理论与预测学:挑战及回答

耗散结构理论是由比利时布鲁塞尔学派领导人普里高津(I·Prigogine)于1969年提出的。其基本思想是:一个远离平衡的开放系统,通过不断地与外界交换物质和能量,在外界条件的变化达到一定的阈值时,可能由原来的混乱无序的状态,转变为一种在时间、空间     

基于耗散结构论的开发区有序演化机制研究

基于耗散结构原理,探讨了开发区的有序演化模型及其演化动力,指出开发区有序演化的关键是通过与外界不断交换物质、能量和信息,引入类负熵流,提供一种高效的非线性动力过程,形成耗散结构的自组织系统,实现开发区向高层次系统的演化和持续发展。     

耗散结构理论在军事体能训练中的应用探微

耗散是一种系统行为,是系统与外界所进行的物质、能量和信息的交换过程。为有效提高军事体能训练质量,从耗散结构的基本理论入手,将其引入到军事体能训练当中,并从确保熵产生和增大负熵流两个方面阐述了耗散结构理论对军事体能训练的几点启示,以期为基层训练实践提供帮助。     

黑洞使我们的宇宙更完美

黑洞是一个非常神秘的天体,它依靠自身强大的引力,不断地吸引靠近它的天体并将其吞噬掉。然而,黑洞并不是光吞不吐,它在吸引其它天体的同时,也向外射出各种粒子。想想我们现在的宇宙。我们的宇宙并不是个孤立系统,而且它正在生机勃勃地朝着更有序的方向发展。由普利高津的“耗散结构理论”和哈肯的“协同学”为主体构成的“自组织理论”告诉我们,任何一个系统并无谁来发号施令,只靠与外界交换物质和能量就能自我组织和完善。因此,我们的宇宙也一定在和外界交换着物质或能量,黑洞在这方面就起了作用。我认为,黑洞是连接一个宇宙和另外空间的…     

关于热力学第二定律问题

一、热力学第二定律不能套用于宇宙热力学第二定律并非普适定律,它只适用于具有所设定两个前提条件的系统:其一,第二定律所设定的第一个前提条件是系统必须是孤立的,与外界没有物质和能量的交换,热量的流动和熵的计算不受其影响;其二,它所设定的第二个前提条件是系统必须“从一个有序的状态启始”。(《时间简史续编》,霍金著,第163页)因为按照热力学第二定律的论断,系统一旦热平衡,就熵寂了,不再有任何活动。这两个前提条件都必需一应具备,缺少其中的任何一个,热力学第二定律都不适用。宇宙是否兼具这两个前提条件呢?首先,人们开始怀疑宇宙…     

企业技术创新系统中的要素流动

企业技术创新系统的各要素之间存在着物质、能量(价值)、信息的交换,从而构成系统之间的物质流、能量(价值)流、信息流。这种要素流动使技术创新系统保持一定的有序状态,顺畅的物质流、能量(价值)流、信息流是技术创新系统稳定的基础。     

注水抽汽与冰箱空调探析

通常的家用制冷电器都符合热力学第二定律,通过电能将热量从低温物体转移到高温物体。空调致冷时,将热量从室内低温气体继续转移到室外高温气体,符合上述要求。然而,通常的热力学应用中偏重于能量交互,而忽略了物质交换。空调做功主要不依赖于机内物质膨胀,而是依靠室内外物质交换。换言之,空调、冰箱的工作原理是注水抽汽。它将液态水气化,吸收屋内、箱内的热量,再与外界交互,带走热量,同时引入新气体,补充物质损失。     

滩羊品种资源生态地理特征及其应用

一切生物资源都是其种质与特定环境结合的表现,不同类型(或系统)的能量、物质转化功能与水平仅是其表现形式。畜禽等家养动物从其生态环境中转化能量与物质为人类利用,是人类利用自然的重要途径之一。种质资源的空间分布受生态地理规律的支配,而这种分布与配置的合理与否,不仅对种质本身的保存和发展有极大影响,而且也影响其外界     

开放型思维系统初探

自然界是一个开放的大系统,小到一株水稻、一只麻雀、肉眼看不到的病毒,大到地球、太阳系、银河系,都时刻和外部环境进行,物质、能量和信息交换。人类社会也是一个开放系统,小到一个人、一个家庭、大到一个民族、一个国家都时刻和外部环境进行物质、能量和信息交换。人的思维系统也是一个开放的系统,也时     

植物的面积

生物与非生物的区别,就在于它能与外界环境不断进行物质交换。比如说一株活着的植物,它需要不断从外界吸进日光能、水、二氧化碳和氧气等物质,同时还不断放出热能、水、二氧化碳和氧气。这种物质交换一旦终止,生命就死亡,而生物     

基于自组织理论的战略性新兴产业系统演化:不确定性和跃迁

战略性新兴产业系统是一个开放的复杂系统,其向先导产业和支柱产业进化的过程也是资源配置的过程,存在多种不确定性,表现为:系统在资源禀赋、资金、技术、政府政策、产业链配套等外界控制变量的作用下,自组织机制作用使系统微观层面各子系统之间产生非线性相互作用,出现若干个系统失稳的临界点和失稳之后的分支途径。在技术创新转化为原型产品后,系统如能与外界进行充分的物质、能量、信息交换,在主导设计的竞争中胜出,其宏观结构将发生突变,系统状态将从无序向有序,从低级有序向高级有序跃迁。战略性新兴产业发展成为先导产业和支柱产业的趋势已不可逆。反之,产业发展停滞或夭折。鉴于此,政府应有选择地制定扶持政策。     

酶和农业

生命的激动者为什么一粒种子,种在土地上,就会生根、发芽,开花结籽,而砂礫、岩石却没有这种现象?很容易理解,生物与非生物的根本区别,在于生物是有生命的有机体,它能与周围环境不断地进行着物质交换——新陈代谢。绿色植物的新陈代谢能够在阳光底下利用水和二氧化碳,以及无机营养物来制造有机物质,如碳水化合物、脂肪、蛋白质等;然后在体内又被“消化”分解,并释放出能量,供给本身生长、发育之用。由此看来,植物的一生,其实是包括着一系列的化学反应过程。但是,这些化学反应要是在植物体外进行人工试验,则需要在高温、高压、强酸、强碱等作用条件下才能     

信息迷宫

物质、能量、信息是构成世界的三大支柱。没有物质,生命也就不存在了;没有能量,生命也无从维持;但没有信息呢?我们的世界将一片死寂。也许,人类会发现,宇宙的历史,并不是物质运动的历史,而是信息流动的历史。     

探析初中化学生态课堂互动教学之实施策略

教育生态学将课堂看作是一个特殊的微观生态系统,教师和学生作为这一系统中的生态主体,不断地与外界进行着信息和能量的互动交换。因此,教师应改变传统的、封闭式、非生态的教学模式,通过构建和谐的生态环境、合理的定位师生角色、多样化的互动形式积极地在课堂中实施互动教学,努力实现教学模式的生态化。     

探析初中化学生态课堂互动教学之实施策略

教育生态学将课堂看作是一个特殊的微观生态系统,教师和学生作为这一系统中的生态主体,不断地与外界进行着信息和能量的互动交换。因此,教师应改变传统的、封闭式、非生态的教学模式,通过构建和谐的生态环境、合理的定位师生角色、多样化的互动形式积极地在课堂中实施互动教学,努力实现教学模式的生态化。