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耗散结构理论,耗散结构理论和控制论又被称为自组织理论,耗散结构理论的分岔理论适用于
公元1977年,当被科学界誉为现代热力学的奠基人、比利时布鲁塞尔学派著名的统计物理学家普里高津,以其创立的耗散结构理论把当年的诺贝尔化学奖的桂冠举过头顶的时候,这一伟大的时刻终于到来了。人们清楚地知道:普里高津所创立的耗散结构理论对于整个自然以至社会科学产生的划时代的重大影响,远远超出了一次诺贝尔奖的价值。
普里高津于1969年在国际“理论物理与生物学会议”上发表了《结构、耗散和生命》一文,提出了耗散结构理论,把理论热力学的研究推向了当代的最高峰。普里高津由于这一重大贡献,荣获1977年诺贝尔化学奖。这是普里高津学派20多年从事非平衡热力学和非平衡统计物理学研究的成果。
普里高津和他的同事在建立“耗散结构”理论时准确地抓住了如贝纳尔流、B-Z化学波和化学振荡反应以及生物学演化周期等自发出现有序结构的本质,使用了“自组织”的概念,并且用该概念描述了那些自发出现或形成有序结构的过程,从而在“存在”和“演化”的两种科学之间,在两种文化之间构架了一座科学的桥梁。
普里高津在研究了大量系统的自组织过程以后,总结、归纳得出,系统形成有序结构需要下列条件: 远离平衡态是系统出现有序结构的必要条件,也是对系统开放的进一步说明。开放系统在外界作用下离衡态,开放逐渐加大,外界对系统的影响逐渐变强,将系统逐渐从近平衡区推向远离平衡的非线性区,只有这时,才有可能形成有序结构,否则即使开放,也无济于事。
非线性相互作用
组成系统的子系统之间存在着相互作用,一般来讲,这些相互作用是非线性的,不满足叠加原理。正因为这样,由子系统形成系统时,会涌现出新的性质。 涨落是指对系统稳定状态的偏离,它是实际存在的一切系统的固有特征。系统内部原因造成的涨落,称为内涨落;系统外部原因造成的涨落,称为外涨落。处于平衡态系统的随机涨落,称为微涨落;处于远离平衡态的非平衡态系统的随机涨落,称为巨涨落。对于远离平衡态的非平衡态系统,随机的小涨落有可能迅速放大,使系统由不稳定状态跃迁到一个新的有序状态,从而形成耗散结构。
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