6.演化规律
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第四章 自然系统演化的规律性 22
不可逆性的建设作用,表现为它能促 使物质系统由无序变为有序,由低序变 为高序。
目前所知的自然界的演化图景,从宇宙的演化到生 物的演化,都明确地显示,不可逆性是有序之源、组 织之源。正如普里高津指出的:‚我们现在知道,正 是通过与时间之矢相联系的不可逆过程,自然才达到 其优美和复杂之至的结构,生命只有在非平衡的宇宙 中才有可能出现。‛
第四章 自然系统演化的规律性 17
信息与熵
在现代科学中,还用信息这个概念来表示系统的 有序程度。信息本来是通讯理论中的一个基本概念, 指的是在通讯过程中信号不确定性的消除。后来把这 个概念推广到一般系统,并将信息量看作是一个系统 有序性或组织程度的量度。如果一个系统有确定的结 构,就意味着它已经包含着一定的信息。这种信息叫 做结构信息,可用来表示系统的有序性;结构信息量
第四章 自然系统演化的规律性 28
空间序、时间序、时空序统称为结构 序,它们都是标志事物结构的规则性和顺 序性的。 此外,事物还有功能序。 事物的各种规律性是否都可看作是一 种功能序。
第四章 自然系统演化的规律性
29
物质系统进化的条件
一、开放系统是系统进化的前提 根据热力学第二定律,孤立系统总是自 发地增熵,直到最大熵为止,即
第四章 自然系统演化的规律性
26
有序或无序是相对而言的: (1)世界上并没有什么绝对的有序或 绝对的无序。 (2)有序和无序在一定条件下可以互 相转化。
第四章 自然系统演化的规律性
27
系统序的主要类型: 空间序,是指系统在空间分布方面的联系。例 如,分子的空间构型,晶体按一定的顺序结为点 阵等。 时间序,是指系统在时间持续方面的联系。例 如,地球上一年四季的变化,月圆月缺,花开花 落,这些按着时间进程有规则的变化都是时间序。 时空序,事物总是在时空中存在和运动,时间、 空间是物质存在的形式。事物时间序和空间序的 统一就是时空序。如树木的年轮是有规则、按时 间和空间顺序排列的,这种秩序就是时空序。
有序性与熵
系统的熵增加,意味着系统变得无序,它的
组织程度降低;而系统的熵减小,意味着系统变
得更有序,它的组织程度提高。所以,熵是系统 有序或无序程度的度量。
第四章 自然系统演化的规律性
15
第四章 自然系统演化的规律性
16
几率与熵
根据几率理论,对于由大量质点所构成的系 统来说,一事物的混乱程度越高,则其几率越 大。混乱程度是可以用几率的大小来表示的。 所以,系统的熵增加,也意味着系统由几率小 的状态向几率大的状态的变化。 熵的概念本出于热力学,与几率理论相结合 便超越了热力学,进而被推广到更加广泛的领 域。
第四章 自然系统演化的规律性
3
一、不可逆过程的普遍性
1、什么是可逆?什么是不可逆?
所谓 可逆 ,指的是一个物质系统在发生 了某种状态变化之后,如果这个系统能与环 境同时恢复到原来状态,则这个变化过程就 是可逆的;反之,如果这个系统不能与环境 同时恢复到原来的状态,则这个变化过程是 不可逆的。
第四章 自然系统演化的规律性
例如,在一个存在温差的热力学系统中,不可逆过程会 消除原来系统中的温度差异,最后使系统达到无序的平衡 态。 在气体扩散现象中,不可逆过程会消除原来不均匀气体 密度,使其趋向均匀分布,最后达到无序的平衡态。 一个有电位差的系统,不可逆过程会消除原来的电位差, 最后使得电位处处相同而没有电流。 在化学反应中,不可逆过程总要使体系趋向化学平衡, 一旦达到化学平衡,便不会有宏观的化学变化了。 总之,在上述物理和化学系统中,不可逆过程总是起着 破坏有序结构,使有序趋向无序的消极作用。
第四章 自然系统演化的规律性
12
2、不可逆过程与熵变 热力学第二定律指出:热量从高温物体流向 低温物体是不可逆的。可以证明,只要有热量从 高温物体流向低温物体,系统的熵就会增加。这 样,熵的变化就成为可逆过程与不可逆过程差异 的一种判据。
Q
T1
T2
如果T1>T2,S孤=S1+ S2= - Q /T1+ Q /T2 = Q(T1–T2) /T1T2 >
第四章 自然系统演化的规律性
23
不可逆过程为什么会导致有序的产生 可以一言蔽之:不破不立。这也正是自然界 演化的奥秘所在。一些系统趋向混乱和无序(熵 增),为另一些系统的有序和组织程度的提高 (熵减)创造了条件。
例如,太阳内部不可逆的核反应产生的熵增,使地 球的生态系统获得足够的负熵,从而使生命在地球上的孕 育成为可能。可以说,正是由于演化的不可逆性,使演化 才是可能的,自然界才呈现出如此绚丽纷繁的多样性。
二、不可逆过程的科学描述
1.熵的含义 科学中对不可逆性过程的研究,最初来自与热 力学第二定律相联系的熵的概念。克劳修斯引入 了熵的概念来描述这种不可逆过程。在热力学中, 熵是系统的状态函数,它的物理表达式如下:
ΔS=ΔQ/T
其中S表示熵,Q表示热量,T表示温度。即一 个系统的熵等于该系统在一定过程中所吸收(或 耗散)的热量除以它的绝对温度。
第四章 自然系统演化的规律性
19
三、不可逆性在演化中的作用
不可逆过程所导致的物质系统的有序性或 组织程度的变化,在自然界的演化中起着重 要的作用,它是研究一切演化现象的起点。 在自然界的演化中,不可逆性既起着破坏 作用又起着有建设作用。
第四章 自然系统演化的规律性
20
不可逆性的破坏作用表现为它能导致有序 结构的破坏,促使物质系统由有序变为无序。
第四章 自然系统演化的规律性
7
相对论和量子力学虽然Βιβλιοθήκη Baidu来了一场深刻
的革命,但是在时间可逆这一点上,却没
有改变经典力学的基本观点。因为在相对
论方程和量子力学方程中同样是时间反演
不变的。也就是说,上述科学描述了一幅
可逆的自然图景。
第四章 自然系统演化的规律性
8
实际上,自然界根本没有绝对的、无条件的 可逆变化,可逆只是一种理想化的产物,是在 略去某些变化不计的情况下的一种科学抽象。 例如,只有忽略掉磨擦,才有理想的单
第四章 自然系统演化的规律性
10
3、不可逆性与时间之矢 对于不可逆过程来说,时间已不再是描述系
统运动的外在参量,而是和系统的演化相联系的,
从而是有物理内容的时间。
也就是说,在不可逆过程中,时间的反演是
不对称性,过去不同于未来,因而时间具有方向
性。自然界的变化留下了永久的、不可磨灭的历
史痕迹。
第四章 自然系统演化的规律性 11
摆,只有忽略其他天体对地球的影响,以及地 球本身的复杂性,才有严格周期性的地球公转; 只有忽略掉热的耗散,才有理想的卡诺循环。
第四章 自然系统演化的规律性
9
不可逆性是自然界演化过程的一个普 遍特点,正是这种不可逆性,决定了演化 的方向性,以及循环的前进性。
法国诗人哲学家奇内说:‚自然是不会回 头的;它决不重做它所破坏的东西;它不会再 看已经破坏的模型。在将来无数的新组合中, 你们不可能看到两次出现同样的人类,同样的 植物群系,同样的动物群系‛。
第四章 自然系统演化的规律性
33
平衡态(孤立系统): dS=diS≥0 近平衡态(开放系统): diS~deS,dS=diS+deS→0 远离平衡态(开放系统): dS=diS+deS<0
第四章 自然系统演化的规律性
34
总之,能够从外界获得足够大的物质与能
量的开放系统,是系统进化的必要条件。
当然,开放还只是系统自组织的必要条件,
ΔS孤立≥0
这说明,无论是物理系统、生命系统还是社会 系统,一旦封闭起来,都只能自发地走向无序。
第四章 自然系统演化的规律性
30
而开放系统则不然,它有可能在与环 境的相互作用中实现从无序向有序的转化。 开放系统的总熵变可以分为两项:
dS=diS+deS
这个关系式首先由普利高津提出,所以也称为普
利高津方程。
第四章 自然系统演化的规律性
24
第二节 自然系统进化的条件
进化与退化的量度:有序与无序 进化是指在没有外界的特定干预下,系统有序度 提高的过程。反之,退化是指在没有外界特定干 预下,系统有序度降低的过程。
第四章 自然系统演化的规律性
25
有序和无序是自然科学中常用的概念。 一般而言,序指的是系统内各要素之间 相互联系的确定程度。 有序,是指系统内各要素之间有规则的 联系或运动。 无序,是指系统内各要素之间混乱而无 规则排列、组合或运动。
第四章 自然系统演化的规律性 21
关于‚宇宙热寂说‛
在历史上,物理学家克劳修斯等人在发现 了热力学第二定律之后,却错误地从热力学第 二定律得出了‚宇宙热寂说‛,认为宇宙的熵 会趋向于极大,一切运动形式都将转化为热运 动形式,热运动又趋向于平衡,于是,宇宙中 一切运动都停止了。这种平庸演化图景的得出, 原因之一是没有看到不可逆性在演化中所起的 积极的建设作用。
越大,系统越有序。因此,信息意味着负熵或熵
的减少。
第四章 自然系统演化的规律性
18
对称性与熵
系统的对称性大,则无序;而系统的对称性小,则
有序。完全无序的混沌状态对称性最大,随着有序性的 增加,伴之以对称性的减少,从而形成各种结构和状态, 出现丰富多彩的自然现象。 因此,人们也往往用对称性的大小作为有序程度的量 度。对称性的减少也叫做对称性破缺。从这个意义上说, 系统从无序到有序的过程是一个对称性破缺的过程。
4
注意点:
(1)可逆与不可逆是关于变化过程的概念。 (2)可逆与不可逆过程所指的复原是包括系 统与环境的同时复原。
第四章 自然系统演化的规律性
5
2、自然界的演化过程是可逆还是不可逆的? 在科学史上,有许多科学家都把不可逆性看作 是近似的结果,或看作主体观点向物理世界的入侵。
例如,爱因斯坦 认为,不可逆性只是一种幻觉,一种 主观印象,他说:‚在物理学的基本定律中没有任何不可逆 性,你必须接受这样的思想:主观的时间,连同它对‘现在’ 的强调,都是没有任何客观意义的。‛‚就我们这些受人们 信任的物理学家而言,过去、现在和将来之间的区别只是一 种幻觉,然而,这种区别依然持续着。‛玻恩也曾经断言: ‚不可逆性是无知介入物理学基本定律的后果。‛
第四章 自然系统演化的规律性
0
13
对于孤立系统而言,如果发生一不可逆过程,则 系统的熵值将增加;对于非孤立系统来说,如果发 生一不可逆过程,则系统的熵变与环境熵变的总和 即总熵变大于零。用符号表示:
S 0 或 S = S
孤 总
系统
+ S
环境
0
第四章 自然系统演化的规律性
14
3、关于熵的解释
第四章 自然系统演化的规律性
31
diS ≥0
d eS
这里dS是系统总熵的改变,diS是系统内部不可逆过程 产生的的熵变,称为熵产生项。根据热力学第二定律,它 总是大于或等于零,即diS≥0。deS是由系统与环境交换物 质和能量过程中流入系统的熵,称为熵流项,其值可正可 负。
第四章 自然系统演化的规律性 32
它提供系统自组织的前提或先决条件。
第四章 自然系统演化的规律性
35
二、非线性相互作用是系统进化的根据
若deS=-diS,则dS=0。即系统内部尽管不断产 生为熵增,但是外部物质和能量的输入,可使系 统总熵不至于增加,从而使系统保持在一种稳定 有序的状态。
进一步,如果从外部流入的为负熵,并且流
入的负熵大于系统内部由不可逆过程引起的熵增, 便能使系统的总熵减少,从而有可能使系统形成 从无序到有序、从低序到高序的转化。
第四章 自然系统演化的规律性 6
经典力学就是以可逆变化为研究对象,其基 本特征是时间反演不变。以牛顿第二定律为例:
F=md2r/dt2
方程对于时间的反演t→-t来说是不变的。这就是说, 只要知道现在的状态,通过解方程既能确定过去的状态, 也能确定未来的状态,过去和未来没有区别的。因此, 在经典力学中谈不上进化和历史。时间只是一个描述运 动的几何参量,是独立于物质运动之外的一种流程。
第四章 自然系统演化的规律性
第四章 自然系统演化的规律性
1
根据现代自然科学所揭示的自然界的演 化图景,我们看到,这一过程是自然界物 质系统不断地自我调节、自我更新、自我 组织的过程,是一个自发地从简单到复杂、 从无序到有序的演化过程。
第四章 自然系统演化的规律性
2
第一节 自然系统演化的不可逆性
自然界的演化是自发进行的,而一切自发 过程都是不可逆的。本节主要探讨不可逆性 的概念,及它在自然界演化过程中起着什么 作用。
不可逆性的建设作用,表现为它能促 使物质系统由无序变为有序,由低序变 为高序。
目前所知的自然界的演化图景,从宇宙的演化到生 物的演化,都明确地显示,不可逆性是有序之源、组 织之源。正如普里高津指出的:‚我们现在知道,正 是通过与时间之矢相联系的不可逆过程,自然才达到 其优美和复杂之至的结构,生命只有在非平衡的宇宙 中才有可能出现。‛
第四章 自然系统演化的规律性 17
信息与熵
在现代科学中,还用信息这个概念来表示系统的 有序程度。信息本来是通讯理论中的一个基本概念, 指的是在通讯过程中信号不确定性的消除。后来把这 个概念推广到一般系统,并将信息量看作是一个系统 有序性或组织程度的量度。如果一个系统有确定的结 构,就意味着它已经包含着一定的信息。这种信息叫 做结构信息,可用来表示系统的有序性;结构信息量
第四章 自然系统演化的规律性 28
空间序、时间序、时空序统称为结构 序,它们都是标志事物结构的规则性和顺 序性的。 此外,事物还有功能序。 事物的各种规律性是否都可看作是一 种功能序。
第四章 自然系统演化的规律性
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物质系统进化的条件
一、开放系统是系统进化的前提 根据热力学第二定律,孤立系统总是自 发地增熵,直到最大熵为止,即
第四章 自然系统演化的规律性
26
有序或无序是相对而言的: (1)世界上并没有什么绝对的有序或 绝对的无序。 (2)有序和无序在一定条件下可以互 相转化。
第四章 自然系统演化的规律性
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系统序的主要类型: 空间序,是指系统在空间分布方面的联系。例 如,分子的空间构型,晶体按一定的顺序结为点 阵等。 时间序,是指系统在时间持续方面的联系。例 如,地球上一年四季的变化,月圆月缺,花开花 落,这些按着时间进程有规则的变化都是时间序。 时空序,事物总是在时空中存在和运动,时间、 空间是物质存在的形式。事物时间序和空间序的 统一就是时空序。如树木的年轮是有规则、按时 间和空间顺序排列的,这种秩序就是时空序。
有序性与熵
系统的熵增加,意味着系统变得无序,它的
组织程度降低;而系统的熵减小,意味着系统变
得更有序,它的组织程度提高。所以,熵是系统 有序或无序程度的度量。
第四章 自然系统演化的规律性
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第四章 自然系统演化的规律性
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几率与熵
根据几率理论,对于由大量质点所构成的系 统来说,一事物的混乱程度越高,则其几率越 大。混乱程度是可以用几率的大小来表示的。 所以,系统的熵增加,也意味着系统由几率小 的状态向几率大的状态的变化。 熵的概念本出于热力学,与几率理论相结合 便超越了热力学,进而被推广到更加广泛的领 域。
第四章 自然系统演化的规律性
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一、不可逆过程的普遍性
1、什么是可逆?什么是不可逆?
所谓 可逆 ,指的是一个物质系统在发生 了某种状态变化之后,如果这个系统能与环 境同时恢复到原来状态,则这个变化过程就 是可逆的;反之,如果这个系统不能与环境 同时恢复到原来的状态,则这个变化过程是 不可逆的。
第四章 自然系统演化的规律性
例如,在一个存在温差的热力学系统中,不可逆过程会 消除原来系统中的温度差异,最后使系统达到无序的平衡 态。 在气体扩散现象中,不可逆过程会消除原来不均匀气体 密度,使其趋向均匀分布,最后达到无序的平衡态。 一个有电位差的系统,不可逆过程会消除原来的电位差, 最后使得电位处处相同而没有电流。 在化学反应中,不可逆过程总要使体系趋向化学平衡, 一旦达到化学平衡,便不会有宏观的化学变化了。 总之,在上述物理和化学系统中,不可逆过程总是起着 破坏有序结构,使有序趋向无序的消极作用。
第四章 自然系统演化的规律性
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2、不可逆过程与熵变 热力学第二定律指出:热量从高温物体流向 低温物体是不可逆的。可以证明,只要有热量从 高温物体流向低温物体,系统的熵就会增加。这 样,熵的变化就成为可逆过程与不可逆过程差异 的一种判据。
Q
T1
T2
如果T1>T2,S孤=S1+ S2= - Q /T1+ Q /T2 = Q(T1–T2) /T1T2 >
第四章 自然系统演化的规律性
23
不可逆过程为什么会导致有序的产生 可以一言蔽之:不破不立。这也正是自然界 演化的奥秘所在。一些系统趋向混乱和无序(熵 增),为另一些系统的有序和组织程度的提高 (熵减)创造了条件。
例如,太阳内部不可逆的核反应产生的熵增,使地 球的生态系统获得足够的负熵,从而使生命在地球上的孕 育成为可能。可以说,正是由于演化的不可逆性,使演化 才是可能的,自然界才呈现出如此绚丽纷繁的多样性。
二、不可逆过程的科学描述
1.熵的含义 科学中对不可逆性过程的研究,最初来自与热 力学第二定律相联系的熵的概念。克劳修斯引入 了熵的概念来描述这种不可逆过程。在热力学中, 熵是系统的状态函数,它的物理表达式如下:
ΔS=ΔQ/T
其中S表示熵,Q表示热量,T表示温度。即一 个系统的熵等于该系统在一定过程中所吸收(或 耗散)的热量除以它的绝对温度。
第四章 自然系统演化的规律性
19
三、不可逆性在演化中的作用
不可逆过程所导致的物质系统的有序性或 组织程度的变化,在自然界的演化中起着重 要的作用,它是研究一切演化现象的起点。 在自然界的演化中,不可逆性既起着破坏 作用又起着有建设作用。
第四章 自然系统演化的规律性
20
不可逆性的破坏作用表现为它能导致有序 结构的破坏,促使物质系统由有序变为无序。
第四章 自然系统演化的规律性
7
相对论和量子力学虽然Βιβλιοθήκη Baidu来了一场深刻
的革命,但是在时间可逆这一点上,却没
有改变经典力学的基本观点。因为在相对
论方程和量子力学方程中同样是时间反演
不变的。也就是说,上述科学描述了一幅
可逆的自然图景。
第四章 自然系统演化的规律性
8
实际上,自然界根本没有绝对的、无条件的 可逆变化,可逆只是一种理想化的产物,是在 略去某些变化不计的情况下的一种科学抽象。 例如,只有忽略掉磨擦,才有理想的单
第四章 自然系统演化的规律性
10
3、不可逆性与时间之矢 对于不可逆过程来说,时间已不再是描述系
统运动的外在参量,而是和系统的演化相联系的,
从而是有物理内容的时间。
也就是说,在不可逆过程中,时间的反演是
不对称性,过去不同于未来,因而时间具有方向
性。自然界的变化留下了永久的、不可磨灭的历
史痕迹。
第四章 自然系统演化的规律性 11
摆,只有忽略其他天体对地球的影响,以及地 球本身的复杂性,才有严格周期性的地球公转; 只有忽略掉热的耗散,才有理想的卡诺循环。
第四章 自然系统演化的规律性
9
不可逆性是自然界演化过程的一个普 遍特点,正是这种不可逆性,决定了演化 的方向性,以及循环的前进性。
法国诗人哲学家奇内说:‚自然是不会回 头的;它决不重做它所破坏的东西;它不会再 看已经破坏的模型。在将来无数的新组合中, 你们不可能看到两次出现同样的人类,同样的 植物群系,同样的动物群系‛。
第四章 自然系统演化的规律性
33
平衡态(孤立系统): dS=diS≥0 近平衡态(开放系统): diS~deS,dS=diS+deS→0 远离平衡态(开放系统): dS=diS+deS<0
第四章 自然系统演化的规律性
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总之,能够从外界获得足够大的物质与能
量的开放系统,是系统进化的必要条件。
当然,开放还只是系统自组织的必要条件,
ΔS孤立≥0
这说明,无论是物理系统、生命系统还是社会 系统,一旦封闭起来,都只能自发地走向无序。
第四章 自然系统演化的规律性
30
而开放系统则不然,它有可能在与环 境的相互作用中实现从无序向有序的转化。 开放系统的总熵变可以分为两项:
dS=diS+deS
这个关系式首先由普利高津提出,所以也称为普
利高津方程。
第四章 自然系统演化的规律性
24
第二节 自然系统进化的条件
进化与退化的量度:有序与无序 进化是指在没有外界的特定干预下,系统有序度 提高的过程。反之,退化是指在没有外界特定干 预下,系统有序度降低的过程。
第四章 自然系统演化的规律性
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有序和无序是自然科学中常用的概念。 一般而言,序指的是系统内各要素之间 相互联系的确定程度。 有序,是指系统内各要素之间有规则的 联系或运动。 无序,是指系统内各要素之间混乱而无 规则排列、组合或运动。
第四章 自然系统演化的规律性 21
关于‚宇宙热寂说‛
在历史上,物理学家克劳修斯等人在发现 了热力学第二定律之后,却错误地从热力学第 二定律得出了‚宇宙热寂说‛,认为宇宙的熵 会趋向于极大,一切运动形式都将转化为热运 动形式,热运动又趋向于平衡,于是,宇宙中 一切运动都停止了。这种平庸演化图景的得出, 原因之一是没有看到不可逆性在演化中所起的 积极的建设作用。
越大,系统越有序。因此,信息意味着负熵或熵
的减少。
第四章 自然系统演化的规律性
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对称性与熵
系统的对称性大,则无序;而系统的对称性小,则
有序。完全无序的混沌状态对称性最大,随着有序性的 增加,伴之以对称性的减少,从而形成各种结构和状态, 出现丰富多彩的自然现象。 因此,人们也往往用对称性的大小作为有序程度的量 度。对称性的减少也叫做对称性破缺。从这个意义上说, 系统从无序到有序的过程是一个对称性破缺的过程。
4
注意点:
(1)可逆与不可逆是关于变化过程的概念。 (2)可逆与不可逆过程所指的复原是包括系 统与环境的同时复原。
第四章 自然系统演化的规律性
5
2、自然界的演化过程是可逆还是不可逆的? 在科学史上,有许多科学家都把不可逆性看作 是近似的结果,或看作主体观点向物理世界的入侵。
例如,爱因斯坦 认为,不可逆性只是一种幻觉,一种 主观印象,他说:‚在物理学的基本定律中没有任何不可逆 性,你必须接受这样的思想:主观的时间,连同它对‘现在’ 的强调,都是没有任何客观意义的。‛‚就我们这些受人们 信任的物理学家而言,过去、现在和将来之间的区别只是一 种幻觉,然而,这种区别依然持续着。‛玻恩也曾经断言: ‚不可逆性是无知介入物理学基本定律的后果。‛
第四章 自然系统演化的规律性
0
13
对于孤立系统而言,如果发生一不可逆过程,则 系统的熵值将增加;对于非孤立系统来说,如果发 生一不可逆过程,则系统的熵变与环境熵变的总和 即总熵变大于零。用符号表示:
S 0 或 S = S
孤 总
系统
+ S
环境
0
第四章 自然系统演化的规律性
14
3、关于熵的解释
第四章 自然系统演化的规律性
31
diS ≥0
d eS
这里dS是系统总熵的改变,diS是系统内部不可逆过程 产生的的熵变,称为熵产生项。根据热力学第二定律,它 总是大于或等于零,即diS≥0。deS是由系统与环境交换物 质和能量过程中流入系统的熵,称为熵流项,其值可正可 负。
第四章 自然系统演化的规律性 32
它提供系统自组织的前提或先决条件。
第四章 自然系统演化的规律性
35
二、非线性相互作用是系统进化的根据
若deS=-diS,则dS=0。即系统内部尽管不断产 生为熵增,但是外部物质和能量的输入,可使系 统总熵不至于增加,从而使系统保持在一种稳定 有序的状态。
进一步,如果从外部流入的为负熵,并且流
入的负熵大于系统内部由不可逆过程引起的熵增, 便能使系统的总熵减少,从而有可能使系统形成 从无序到有序、从低序到高序的转化。
第四章 自然系统演化的规律性 6
经典力学就是以可逆变化为研究对象,其基 本特征是时间反演不变。以牛顿第二定律为例:
F=md2r/dt2
方程对于时间的反演t→-t来说是不变的。这就是说, 只要知道现在的状态,通过解方程既能确定过去的状态, 也能确定未来的状态,过去和未来没有区别的。因此, 在经典力学中谈不上进化和历史。时间只是一个描述运 动的几何参量,是独立于物质运动之外的一种流程。
第四章 自然系统演化的规律性
第四章 自然系统演化的规律性
1
根据现代自然科学所揭示的自然界的演 化图景,我们看到,这一过程是自然界物 质系统不断地自我调节、自我更新、自我 组织的过程,是一个自发地从简单到复杂、 从无序到有序的演化过程。
第四章 自然系统演化的规律性
2
第一节 自然系统演化的不可逆性
自然界的演化是自发进行的,而一切自发 过程都是不可逆的。本节主要探讨不可逆性 的概念,及它在自然界演化过程中起着什么 作用。