新三论 普 利 高 津----他的耗散结构理论和科学思想
新三论与旧三论
新三论与旧三论所谓的“新三论”指的是耗散结构理论、协同论和突变理论。
耗散结构理论是比利时物理学家普利高津于1969年提出来的。
一般说来，开放系统有三种可能的存在方式：（1）热力学平衡态；（2）近平衡态；（3）远离平衡态。
好散结构论者认为，系统只有在远离平衡的条件下，才有可能向着有秩序、有组织、多功能的方向进化，这就是普利高津提出的“非平衡是有序之源”的著名论断。
在长期的研究工作中普利高津发现，当一个远离平衡态的开放系统由于许多复杂因素的影响而出现非对称的涨落现象,当达到非线性区时，在不断与外界进行物质和能量交换的条件下，系统将可能发生突变，由原来的无需混沌状态自发地转变为一种在时空或功能上的有序结构。
事物的这种在非平衡状态下新的稳定有序结构就称为好散结构。
而好散结构则是探索耗散结构微观机制的关于非平衡系统行为的理论。
系统论所要寻求的也就是这种具有有序性的稳定结构，从这个意义上说，好散结构与系统有异曲同工之妙。
协同论是20实际70年代联邦德国著名物理学家赫尔曼〃哈肯在1973年创立的。
他科学地认为自然界是由许多系统组织起来的统一体，这许多系统就称为小系统，这个统一体就是大系统。
在某个大系统中的许多小系统既相互作用，又相互制约，（它们是平衡的结构），而且由旧的结构转变为新的结构，则有一定的规律，研究本规律的科学就是协同论。
协同理论是处理复杂系统的一种策略。
协同论的目的是建立一种用统一的观点去处理复杂系统的概念和方法。
协同论的重要贡献在于通过大量的类比和谨慎的分析，论证了各种自然系统和社会系统从无序到有序的演化，都是组成系统的各元素之间相互影响又协调一致的结果。
它的重要价值在于即为一个学科的成果推广到另一个学科提供了理论依据，也为人们已知领域进入未知领域提供了有效手段。
突变理论是比利时科学家托姆在1972年创立的。
其研究重点是在拓扑学、奇点理论和稳定性数学理论上，通过描述系统在临界点上，来研究自然各种形态、结构和社会经济活动的连续性突然变化现象，并通过耗散结构论、协同论与系统联系起来，并对系统的发展产生推动作用，突变理论通过探讨客观世界中不同层次上各类系统普遍存在这的突变式质变过程，揭示出系统突变式质变的一般方式，说明了突变在系统自组织演化的过程中的普遍意义，她突破了牛顿质点的简单性思维，揭示出物质世界客观的复杂性，，突变理论中所蕴含的科学哲学思想，主要包含以下几个方面的内容，：内部因素与外部因素的辩证统一；渐变与突变的辩证关系，确定性与随机性的内在联系；质量互变规律深化发展。
浅析新三论
浅析新三论一、简单介绍我们所说的新三论"是指突变论，耗散结构理论和协同论，它是相对于系统论，信息论与控制论所谓"旧三论"而言。
“旧三论”最初出现于80 年代时是指系统论、信息论和控制论而如今“新三论”的内容就不一致了，混沌学、耗散结构理论、协同学、突变理论、超循环理论等都可以作为系统科学理论的新发展。
耗散结构论是系统在远离平衡的条件下才有可能朝着有组织，有秩序，多功能的状态下转化。
即在一个远离平衡的开放系统，受多种因素的影响，将出现不对称得涨落现象，在达到非线性区时，它不断与外界发生能量交换，将有可能发生突变，向着新的平衡发展。
协同论在大自然中有许多系统组织起来的统一体，这些系统成为小系统，而这统一体则是大系统，这些小系统互相制约，互相影响，他们的平衡结构有旧系统转为新系统，这里面有一定的规律，研究这个规律的就是协同论，它是解决复杂结构的一种方法。
他的主要价值在于通过大量论比，和严谨的分析，论证了各种自然系统和社会系统由无序到有序的演化，都是系统互相影响互相作用的结果。
他是人们由无知到有知的重要手段。
突变论通过描述系统在临界点的状态，来研究自然多种形态、结构和社会经济活动的非连续性突然变化现象，并通过耗散结构论、协同论与系统论联系起来，并对系统论的发展产生推动作用突变理论通过探讨客观世界中不同层次上各类系统普遍存在着的突变式质变过程，揭示出系统突变式质变的一般方式.二、新三论的提出及它们的思想2.1 新三论的提出耗散结构理论是比利时物理学家普利高津于1969 年提出来的。
一般说来，开放系统有三种可能的存在方式:(l)热力学平衡态;(2)近平衡态;(3)远离平衡态。
在长期的研究工作中普利高津发现，系统只有在远离平衡的条件下。
才有可能向着有秩序、有组织、多功能的方向进化，这就是他提出的“非平衡是有序之源”的著名论断。
协同论是20 世纪70 年代联邦德国著名理论物理学家赫尔曼·哈肯在1973 年创立的。
耗散结构理论
耗散结构理论
耗散结构的有序表现为宏观上的有序, 是一种处于运动变化中的活结构, 体 系的状态和性能都向着优化方向转变, 因此耗散结构具有广泛应用性。
耗散结构理论与地理系统
现代科技革命的巨浪越来越有力地冲击着任何 学科的研究领域。作为基础学科之一的地理学 应浪而起, 不失时机地把诸如“ 老三论” 、 “ 新三论” 等新理论和新方法引入自身的研 究领域。随着“ 新鲜血液” 的不断注入, 地 理学内部产生了两个基本模式: 地理系统论与 建设地理学。 地理系统论把地球表层及其组成部分的概念系 统化为多因素、多级次、多功能、多过程的相 互作用为非加法的开放系统, 系统内所有的自 然、人文地理要素间均存在着错综复杂的有机 联系和非线性作用。
耗散结构理论
在耗散结构理论中, 普利高津为了说明系统是 如何与外界相互作用进而从无序转变为有序的, 因而引入了熵的概念。 熵在热力学中是指系统有序程度大小的量度,熵 越大,系统的无序程度越高。 热力学第二定律指出, 对于一个非平衡的孤立 系统, 它的熵总是自发地趋于极大, 最终达到 一个具有最大熵值的平衡态【一个宏观静止、 分子排列最混乱的状态】。
在地理系统中,耗散结构的所谓地理时空有序， 就是地理时空对称的破缺,所谓地理组织和结构 性的产生,实质上是地理对称员的减少。完全的 地理系统就意味着没有任何地理秩序,没有任何 地理结构和信息,这正是孤立的地理系统处在平 衡态的特点。 地理系统内地理力的存在,就意味着“ 非平 衡” , 地理系统维持着这种促使其有序的非平 衡,并在不断打彼内部各头“ 平衡” 的基础上 创造新的非平衡。
地理系统是要素间有非线性相互作用的系统
地理系统是一个具有整体性和倏忽性等重要特 性的复杂系统, 因此在地理系统中, 作为输出 能显物质的“ 营养源” 的自然地理系统和作 为输入营养的“ 营养汇” 的人文池理系统之 间相互促进又相互制约, 彼此间存在着极复杂 的非线性相互作用( 反馈、自催化、自组织、 自我复制等) , 同时自然、人文地理系统内部 的各要素间的非线性联系更为密切。
耗散结构论
在新技革命浪潮中代科学方法从系统论、控制论和信息论发展到耗散结构论‘dis-siPativestructuretheory)、协同论(SynergeticS)、突变论(Catastrophetheory)。
有人把前三者叫作“老三论”，后三者叫作“新三论”。
这种称谓有一定道理，但不够确切。
其实，“新三论”是系统论的继续与发展，不如统称“系统科学”为好。
系统科学发展到耗散结构论、协同论和突变论，标志着现代科学技术已进入高一层次的综合化、整体化的新阶段。
它们是人们认识客观事物内在因素及其与外部环境多维联系的有力工具，在情报学研究中已得到初步应用。
一、耗散结构论概述’1.古代的混沌一有序观中国古代哲学家认为自然界是从毫无秩序的一片混乱发展起来的。
在古人看来，世界之初“混沌相连，视之不见，听之不闻”，后来盘古开天辟地，使清者上升为天，浊者下沉为地，从而形成天地分明的秩序。
在印度古代世尊歌中，把上帝称为世界上最完美的东西，后来上帝创造出来的人，就不如上帝那样完美有序了，而人再繁衍下来的后代越来越不完美，越来越混乱了。
你若不信，就挣开眼睛看一看吧，世界上到处是饥饿、灾荒、欺诈和战争。
上述的看法反映了古代两种混沌一有序观:一种认为事物发展越来越有序;另一种认为事物发展越来越混乱。
2.无序与有序的概念什么是无序呢?无序就是混乱，指事物内部诸要素或事物之间混乱而毫无规则的组合，以及事物转化的无规则性。
什么是有序呢?有序指事物内部诸要素或事物之间有规则的组合、联系和转化。
如作物春生夏长，秋收冬藏，应时按节，花开花落，四季循环，周而复始。
自然界的事物究竟是从无序向有序发展，还是从有序向无序发展，这个问题在科学家中引起争论，典型的代表是克劳修斯与达尔文之争。
3.克劳修斯与达尔文之争克劳修斯(ClausiusR.)是著名的物理学家。
他认为世界是从有序向无序退化。
由他发现的热力学第二定律就是明证。
什么是热力学第二定律呢?首先，我们介绍一个物理量一嫡。
新三论 普 利 高 津----他的耗散结构理论和科学思想
普利高津----他的耗散结构理论和科学思想作者：任殿雷普利高津, 当代很有哲学头脑的科学家, 因创建耗散结构理论, 获1977年诺贝尔奖金, 而其科学思想则更体现着一种不同于经典的一种新科学传统(纲领．范式)。
这里拟对他的耗散结构理论和科学思想作一简要介绍，同时谈一点由此产生的联想，供大家参考。
一．普利高津的耗散结构理论１．问题的提出十九世纪，由于生产的发展，特别是由于蒸汽机的广泛应用，为了提高热机的效率，热力学开始建立和发展起来。
1842年到1843年，由迈尔．焦耳．赫尔姆霍茨等人建立了热力学第一定律。
1850年到1851年汤姆生和克劳修斯建立了热力学第二定律从而奠定了热力学的理论基础。
热力学第二定律同传统物理学不同，它指出了在一个不与外界发生物质和能量交换的孤立系统中无论其初始条件和历史如何，它的一个状态函数熵会随时间的推移单调地增加，直到达到热力学平衡态时趋于极大，从而指明了不可逆过程的方向性，即“时间箭头”只能指向熵增加的方向。
熵增加原理第一次把演化的观念．历史的观念引入物理学。
“熵”概念的提出，是十九世纪科学思想的一个巨大贡献，它的意义完全可以和生物学中的“进化”概念相媲美，十九世纪的热力学和生物学都涉及到世界运动变化的方向，即"时间箭头"的问题。
但是，这两门学科所提出的“时间箭头”的方向却截然不同。
热力学第二定律说明的是一个孤立系统朝着均匀．无序．简单，趋向平衡态的方向演化。
这实际上是一种退化的方向。
克劳修斯把这一理论推广到全宇宙，就得出了“宇宙热寂说”的悲观结论。
而生物学描述的却是系统从无序到有序，由简单到复杂，由低级到高级，由无功能到有功能．多功能的有组织的方向发展，这是一个进化的方向。
在生物界和人类社会中这种进化的现象最为明显。
于是产生了一个克劳修斯和达尔文的矛盾，退化和进化的矛盾，似乎生物界包括人类社会遵循着与物理世界完全不同的规律，有着迥然不同的演化方向。
老三论和新三论
非线性科学一、分形分形理论分形理论是当今世界十分风靡和活跃的新理论、新学科。
分形的概念是美籍数学家曼德布罗特(B.B.Mandelbort) 首先提出的。
1967 年他在美国权威的《科学》杂志上发表了题为《英国的海岸线有多长?》的著名论文。
海岸线作为曲线,其特征是极不规则、极不光滑的，呈现极其蜿蜒复杂的变化。
我们不能从形状和结构上区分这部分海岸与那部分海岸有什么本质的不同,这种几乎同样程度的不规则性和复杂性,说明海岸线在形貌上是自相似的也就是局部形态和整体态的相似。
在没有建筑物或其他东西作为参照物时,在空中拍摄的100公里长的海岸线与放大了的10公里长海岸线的两张照片,看上去会十分相似。
事实上,具有自相似性的形态广泛存在于自然界中,如:连绵的山川、飘浮的云朵、岩石的断裂口、布朗粒子运动的轨迹、树冠、花菜、大脑皮层,, 曼德布罗特把这些部分与整体以某种方式相似的形体称为分形(fractal)。
分形(Fractal) —词，是曼德勃罗创造出来的，其原意具有不规则、支离破碎等意义，分形几何学是一门以非规则几何形态为研究对象的几何学。
由于不规则现象在自然界是普遍存在的。
1975 年,他创立了分形几何学(fractalgeometry) 。
在此基础上,形成了研究分形性质及其应用的科学,称为分形理论。
二、分维在欧氏空间中，人们习惯把空间看成三维的，平面或球面看成二维，而把直线或曲线看成一维。
也可以梢加推广，认为点是零维的，还可以引入高维空间，但通常人们习惯于整数的维数。
分形理论把维数视为分数，这类维数是物理学家在研究混沌吸引子等理论时需要引入的重要概念。
为了定量地描述客观事物的“非规则”程度，1919 年，数学家从测度的角度引入了维数概念，将维数从整数扩大到分数，从而突破了一般拓扑集维数为整数的界限。
三、混沌1972 年12 月29 日，美国麻省理工学院教授、混沌学开创人之一 E.N. 洛伦兹在美国科学发展学会第139 次会议上发表了题为《蝴蝶效应》的论文，提出一个貌似荒谬的论断：在巴西一只蝴蝶翅膀的拍打能在美国得克萨斯州产生一个龙卷风，并由此提出了天气的不可准确预报性。
【化学史话】-普里高津与耗散结构论
【化学史话】普里高津与耗散结构论普里高津（I.Prigogine）比利时物理化学家。
1917年1月25日生于莫斯科。
1934年进入布鲁塞尔大学攻读化学，1941年获博士学位。
1947年任该校教授。
1977年荣获诺贝尔化学奖。
2003年5月28日病逝。
普里高津从小兴趣广泛，对历史、考古学、文学和音乐都有所涉猎。
17岁时，当他看到一本关于大脑的化学组成的书后，决心献身化学。
普里高津对非平衡态热力学的探索热情是被他的大学老师对热力学第二定律的独特理解所激发的。
该定律的中心内容是判断自发变化的方向和限度，并认为，在孤立体系中不可逆过程的发生必然是熵增加过程，最终达到平衡态，表现为从有序到无序。
大千世界，难道所有的变化都是如此吗？普里高津发现生物体系就不一样，人类从细胞到胚胎，通过摄取营养变成有序的大分子蛋白质，进而形成耳朵、眼睛、四肢等高度对称的结构。
达尔文(C.R.Darwin)也在生物进化论中，用大量事实说明，从生命的低级形式到高级形式，生物世界是不断地趋于有序。
生物进化与热力学第二定律之间为什么存在如此巨大的鸿沟呢？普里高津萌生了要弄清其中缘由的想法，试图寻找内在的统一规律。
这是一个极其大胆的想法，在此之前的经典热力学毕竟应用了百余年，它主要研究平衡态的性质，而自然界的生物体系多为开放的、非平衡的。
因此，开展非平衡态热力学研究是普里高津确定的行动方向。
但他深知从事这样的科学研究单枪匹马不行，必须组织跨学科小组，这就是布鲁塞尔学派形成的由来。
他们首先对生物界进行了研究，发现存在一种自组织现象。
比如，蜜蜂的单独行为似乎是随机的，但蜜蜂王国的协同作用却能完成结构精巧的蜂巢。
其他生物系统也表现出这种特征。
说明在一定条件下，低级的、无序的相互作用会自发地组织成高级的、有序的运动。
这是热力学第二定律解释不了的。
无生命世界是否也存在类似的现象呢？法国科学家贝纳德的流体实验引起了普里高津的兴奋，贝纳德将一层液体的上下各跟一块恒温热源板接触，然后逐渐加大两板的温度差，相当于将液体不断地推向远离平衡的状态。
系统科学中的老三论 新三论
系统科学领域“老三论”、“新三论”一、引言老三论系统论、控制论和信息论是本世纪四十年代先后创立并获得迅猛发展的三门系统理论的分支学科。
虽然它们仅有半个世纪，但在系统科学领域中已是资深望重的元老，合称“老三论”。
人们摘取了这三论的英文名字的第一个字母，把它们称之为SCI论。
耗散结构论、协同论、突变论是本世纪七十年代以来陆续确立并获得极快进展的三门系统理论的分支学科。
它们虽然时间不长，却已是系统科学领域中年少有为的成员，故合称“新三论”，也称为DSC论。
二、“老三论”、“新三论”理论概述1、系统论、控制论和信息论系统论的创始人是美籍奥地利生物学家贝塔朗菲。
系统论要求把事物当作一个整体或系统来研究，并用数学模型去描述和确定系统的结构和行为。
所谓系统，即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的、具有特定功能的有机整体;而系统本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。
贝塔朗菲旗帜鲜明地提出了系统观点、动态观点和等级观点。
指出复杂事物功能远大于某组成因果链中各环节的简单总和，认为一切生命都处于积极运动状态，有机体作为一个系统能够保持动态稳定是系统向环境充分开放，获得物质、信息、能量交换的结果。
系统论强调整体与局部、局部与局部、系统本身与外部环境之间互为依存、相互影响和制约的关系，具有目的性、动态性、有序性三大基本特征。
控制论是著名美国数学家维纳（Wiener N）同他的合作者自觉地适应近代科学技术中不同门类相互渗透与相互融合的发展趋势而创始的。
它摆脱了牛顿经典力学和拉普拉斯机械决定论的束缚，使用新的统计理论研究系统运动状态、行为方式和变化趋势的各种可能性。
控制论是研究系统的状态、功能、行为方式及变动趋势，控制系统的稳定，揭示不同系统的共同的控制规律，使系统按预定目标运行的技术科学。
信息论是由美国数学家香农创立的，它是用概率论和数理统计方法，从量的方面来研究系统的信息如何获取、加工、处理、传输和控制的一门科学。
普利高津及其哲学思想
普利高津, 当代很有哲学头脑的科学家, 因创建耗散结构理论, 获1977年诺贝尔奖金, 而其科学思想则更体现着一种不同于经典的一种新科学传统(纲领．范式)。
这里拟对他的耗散结构理论和科学思想作一简要介绍，同时谈一点由此产生的联想，供大家参考。
一．普利高津的耗散结构理论１．问题的提出十九世纪，由于生产的发展，特别是由于蒸汽机的广泛应用，为了提高热机的效率，热力学开始建立和发展起来。
1842年到1843年，由迈尔．焦耳．赫尔姆霍茨等人建立了热力学第一定律。
1850年到1851年汤姆生和克劳修斯建立了热力学第二定律从而奠定了热力学的理论基础。
热力学第二定律同传统物理学不同，它指出了在一个不与外界发生物质和能量交换的孤立系统中无论其初始条件和历史如何，它的一个状态函数熵会随时间的推移单调地增加，直到达到热力学平衡态时趋于极大，从而指明了不可逆过程的方向性，即“时间箭头”只能指向熵增加的方向。
熵增加原理第一次把演化的观念．历史的观念引入物理学。
“熵”概念的提出，是十九世纪科学思想的一个巨大贡献，它的意义完全可以和生物学中的“进化”概念相媲美，十九世纪的热力学和生物学都涉及到世界运动变化的方向，即"时间箭头"的问题。
但是，这两门学科所提出的“时间箭头”的方向却截然不同。
热力学第二定律说明的是一个孤立系统朝着均匀．无序．简单，趋向平衡态的方向演化。
这实际上是一种退化的方向。
克劳修斯把这一理论推广到全宇宙，就得出了“宇宙热寂说”的悲观结论。
而生物学描述的却是系统从无序到有序，由简单到复杂，由低级到高级，由无功能到有功能．多功能的有组织的方向发展，这是一个进化的方向。
在生物界和人类社会中这种进化的现象最为明显。
于是产生了一个克劳修斯和达尔文的矛盾，退化和进化的矛盾，似乎生物界包括人类社会遵循着与物理世界完全不同的规律，有着迥然不同的演化方向。
热力学和生物学之间的这一矛盾，引起了许多科学家的广泛注意。
普里高津：耗散结构理论
普里高津：耗散结构理论学习笔记（来自网络）伊里亚·普利高津（Ilya Prigogine或译普里戈金）于1969年在国际“理论物理与生物学会议”上发表研究报告《结构、耗散和生命》，正式提出了耗散结构理论。
这是布鲁塞尔学派20多年从事非平衡热力学和非平衡统计物理学研究的重大成果。
普利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对流、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“自组织”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”之间构架了一座科学的桥梁。
普利高津由于这一重大贡献，荣获1977年诺贝尔化学奖。
早在1945年，普利高津证明了最小熵定理，此原理和昂萨格倒易关系一起为近平衡态线性区热力学奠定了理论基础。
他又试图把最小熵产生原理延拓到远离平衡的非线性区去，但以失败告终。
在研究了诸多远离平衡现象后，普里高津意识到系统在远离平衡态时其热力学性质可能与平衡态、近平衡态有重大原则差别。
1960年代，他们探讨适用于不可逆过程整个范围内的一般发展判据，并发展了非线性不可逆过程热力学的稳定性理论，终于建立起一种新的关于非平衡系统自组织的理论──耗散结构理论。
普利高津指出，以牛顿力学为代表的近代科学，描述的是一个钟表式的自然界，一个轨道的、永无发展的静态世界，一个相对静止和存在绝对化的世界。
在以牛顿为代表的经典物理学中，作为参数的时间t换为-t有相同的结果，时间可逆、未来和过去看来没有实质性的区别。
而近代的热力学成果正如热力学第二定律指出的，一个封闭系统只会自发地熵增、走向无规无序。
这揭示的是一个不断演化的、时间有方向的世界。
生物进化论也告诉人们，生命世界处于不断向上发展之中，时间之矢不可逆地指向未来，形态越高，变化越快。
在普利高津看来，科学和文化是带着深刻的矛盾和难题告别19世纪而步入20世纪的，即使20世纪初建立了相对论和量子理论，问题基本上仍然没有得到解决。
《耗散结构》《协同学》《超循环理论》
《耗散结构》《协同学》《超循环理论》耗散结构理论闵家胤耗散结构理论耗散结构理论的创始人是比利时科学家伊里亚·普里高津(Ilya Prigogine)，1969年他在一次“理论物理学和生物学”国际会议上正式提出。
后来，由于对非平衡态热力学尤其是耗散结构理论的贡献，他荣获了1977年诺贝尔化学奖。
最简单地说，耗散结构是开放系统在远离平衡的区域依靠不断耗散能量维持的非平衡稳定结构。
要真正弄懂这句话，需要先讲清楚多个物理学的基本概念。
最通俗地说，热力学就是研究热量传输规律的力学。
热力学第一定律是能量守恒和转换定律。
热力学第二定律讲在自然条件下热量只能单向地从高温向低温传输，即趋向平衡。
一根铜棒，或容器中的水，或容器中的空气，两端或各个点的温度相等，就处在平衡态；有较小温差，是近平衡态；有较大温差，是非平衡态；出现巨大温差，就是远离平衡。
热力学第二定律实际上是讲，热量传输的自然规律是从非平衡态趋向平衡态。
稳定性是系统抗拒干扰保持结构不变或动力学特征不变的能力。
稳定分静态稳定和动态稳定，一块金刚石晶体，长期保持静态稳定，一般的外界扰动不能引起任何变化；一个健康的人体保持动态稳定，对外界扰动引起的体温、脉搏、血糖、血脂等参量的波动，他总能抗拒扰动使它们恢复正常状态。
稳定态和平衡态既有联系，又有区别。
平衡态肯定是稳定态，而稳定态却不一定是平衡态。
耗散结构就是一种远离平衡的稳定态，但却不是静态的稳定态，而是动态的稳定态。
普里高津耗散结构理论把宏观系统区分为三类：①与外界既无能量交换又无物质交换的孤立系统；②与外界有能量交换但无物质交换的封闭系统；③与外界既有能量交换又有物质交换的开放系统。
它指出，孤立系统永远不可能自发地形成有序状态，其发展的趋势是趋向平衡，趋向最大熵，即趋向“平衡无序状态”；封闭系统在温度充分低时，可以形成“稳定有序的平衡结构”；开放系统在远离平衡态并存在负熵流时，可能形成“稳定有序的耗散结构”。
试论耗散结构·协同学·突变论的哲学意义（转载）
试论耗散结构·协同学·突变论的哲学意义（转载）本文从唯物辩证法分析新三论的哲学意义耗散结构是比利时布鲁塞尔学派的领导人普利高津，在本世纪60年代末创立的一门新兴学科。
他突破了传统物理学以封闭系统和平衡结构为主要研究对象的框架，而以远离平衡态的开放系统为研究对象。
这种开放系统通过不断与外界进行物质和能量交换而形成新的稳定有序结构，称耗散结构。
所谓“耗散”，是指系统维持这种新型结构，需要外界输入物质和能量。
这种系统能够自行产生的组织性，称为自组织现象。
因而，耗散结构又称为非平衡系统的自组织理论。
协同学是联邦德国著名理论物理学家哈肯于1977年提出的新概念。
他认为，相变现象不仅在热力学系统中，而且在远离平衡态系统中也同样普遍存在。
其研究导致了协同学理论的创立。
协同学汲取了耗散结构理沦的观点，对开放系统进行更深层次的研究，深刻揭示了非平衡系统从无序转化为有序的微观机制，表明序参量与子系统以及序参量之间的竞争、协同是形成自组织结构的内在根据。
哈肯在研究中发现，非平衡系统和平衡系统相变有惊人的相似的统一性，因而可以用同样的理论案和数学模型进行处理。
这—来，不仅扩大了研究范围，具有了更大的概括性，而且进一步解决了耗散结构尚未解决的问题——系统稳定性和目的性的具体机制问题。
突变论是法国数学家勒内·托姆在本世纪60年代末提出的。
突变论比耗散结构和协同学独特之处，就在于它运用拓扑学、奇点理论和结构稳定性等先进数学工具，研究自然界和社会各种非连续性的突然变化的现象，建立起形象而精确的数学模型，直观描述了系统怎样随着外部条件的连续变化而引起结构突然的飞跃式变化。
这种崭新的数学描述方法，不仅弥补了单纯描述连续变化的微积分方程的不足，而且也弥补了单纯描述突然飞跃变化的概率论和离散数学的不足之处。
它不仅在科学方法论方面有创新，而且对描述物态演化过程作出了新的贡献。
正因为如此，它和耗散结构、协同学共同对系统科学的发展起了重大的推动作用。
浅谈新三论、老三论、复杂性研究以及非线性科学
浅谈新三论、老三论、复杂性研究以及非线性科学老三论包含贝塔朗菲的一般系统论、维纳的控制论以及香农的信息论：系统论是一门研究系统的一般模式，结构和规律的学问。
它研究各种系统的共同特征，用数学方法定量地描述其功能，寻求并确立适用于一切系统的原理、原则和数学模型，是具有逻辑和数学性质的一门新兴的科学。
系统论的核心思想是系统的整体观念，它强调，任何系统都是一个有机的整体，它不是各个部分的机械组合或简单相加，系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的新质。
系统论的基本思想方法，就是把所研究和处理的对象当作一个系统，分析系统的结构和功能，研究系统、要素、环境三者的相互关系和变动的规律性，并优化系统观点看问题。
控制论是一门研究机器、生命社会中控制和通讯的一般规律的科学，也就是研究动态系统在变化的环境条件下如何保持平衡状态或稳定状态的科学。
控制论的目的是创造一种言和技术，使我们有效地研究一般的控制和通讯问题，同时也寻找一套恰当的思想和技术，以便通讯和控制问题的各种特殊表现，以及为其他领域的科学研究提供一套思想和技术。
如经济控制论强调用整体的、动态的、相互联系和协调发展的观点来研究经济系统，它在计划经济体制和市场经济体制中都已产生了显著的经济效益和社会效益。
信息论是应用数学和其他有关科学方法研究一切现实系统中信息传递和处理、信息识别和利用的共同规律的科学，即研究语法信息、语义信息和语用信息的科学，它发端于通信工程。
狭义的信息论、控制论、计算机、人工智能和系统论等相互渗透、相互结合形成了如今的信息科学。
信息论事控制论的基础，一切信息传递都是为了控制，而任何控制又都依赖于信息反馈来实现。
广义的信息论已渗透到各个不同学科领域，与能量科学、材料科学鼎足而立，它必将为科学技术的发展作出贡献。
新三论包含普利高津的耗散结构理论、哈肯的协同论以及托姆的突变论：耗散结构是相对于平衡结构的概念提出来的，它指出一个远离平衡态的开放系统，在外界条件发生变化达到一定阀值时，量变可能引起质变，系统通过不断地与外界交换能量与物质，就可能从原来的无序状态转变为一种时间、空间或功能的有序状态。
科学的形变
科学的形变新的联盟[比利时]I.普利戈津李培林译普利戈津(I.Prigogine)博士是布鲁塞尔自由大学教授㊁比利时物理和化学国际研究所主任,并任美国德克萨斯大学热力学和统计物理研究中心主任,由于他创立了非平衡热力学和耗散结构理论,于1977年获诺贝尔化学奖㊂普利戈津不仅是一位科学家,还是享有盛名的思想家㊂他的 耗散结构 理论与70年代出现的 协同论 突变论 一起,被称为当代科学的新三论,以别于曾作为科学支柱的老三论:系统论㊁控制论㊁信息论㊂耗散结构理论论证了开放系统是调节熵不可逆过程的可能途径,认为有序来自无序,必然来自偶然,组织产生于波动㊂作为一种方法论,这一理论在西方社会科学界被广泛地用来解释封闭经济的惰性和开放经济的活力,说明社会调节机制的形成和城市的扩展,阐述思想潮流的兴起和思维结构的变化,因而具有了普遍意义㊂普利戈津认为文化是一个整体,自然科学和社会科学都不可能离开对方单独发展㊂西方学术界普遍认为,普利戈津等人的思想代表了爱因斯坦以后科学认识的新变革和大趋势,也给社会科学领域带来震动㊂事实上,普利戈津等人强调的 不稳定性 不确定性 偶然性 无序性 给社会科学提出了一些崭新的课题,开拓了一条新的道路,尽管在这方面西方学术界还在进行着激烈的争辩㊂本文是普利戈津的代表作‘科学的形变 新的联盟“一书的导论,对西方学术指导思想的转变作了提纲挈领的阐述㊂为了使国内学术界对西方研究领域争论的问题有更切近的了解,现根据该书1983年版本译出,以飨读者㊂ 译者从牛顿到我们现在的三个世纪中,科学取得了惊人的进步,这已是老生常谈了㊂但是,在我们所阐述的自然和指导我们进行这种阐述的准则方面,指出我们的观念究竟发生了什么变化,这恐怕并不是没有意义的㊂这其实就是本书的根本主题:我们是从这样一种自然出发,它类似一种服从于数学定律的自动机,它的平静发展永远地决定了它的未来,正像它曾决定了自己的过去㊂今天我们碰到一种完全不同的理论状况,碰到一种把人类放进他所形容的世界中去的理论描述,这种理论描述蕴含着世界的开放㊂把这种观念的变化说成是一种真正的科学形变并非夸张㊂我们看到,对于某些常常 自古以来 就提出的问题的长期研究在继续使科学的探求发生形变㊂我们认为,这些并不只是科学问题,决定科学形变的关键因素并不都来自科学的层次㊂科学是文化复合体的一部分,从这种文化复合体出发,人类的每一代都试图找到一种知识的协调形式㊂反过来,这种知识的协调性在每个时代也丰富了科学理论的解释,规定了这些科学理论所能造成的反响,影响了科学家们对于自己的科学计划和研究发展道路的设想㊂除了科学形变的理论内容之外,我们要说明的这种形变也更新了我们关于人类与自然的关系的观念和作为文化实践的科学㊂为了以更为确切的方法来说明这些不同的决定性因素,我们决定引用雅克㊃莫诺(Jaques Monod)的看法,这一看法集中了莫诺不久前在分子生物学中的收获,具有令人惊讶的清晰性: 旧的联盟破裂了㊂人终于懂得,他在宇宙惰性的无垠天地中是孤独的,他是偶然地从这个宇宙中冒生出来的㊂ ①莫诺的论述是一个辉煌的成就,但他最后的语调似乎带571科学的形变 җҗ ①J.莫诺:‘偶然和必然“,巴黎:瑟伊出版社,第194 195页㊂671җҗ 专题二社会学理论有一种悲怆㊂分子生物学破译了遗传本文,使遗传的存在对任何人来说都已不是生命的秘密㊂这样,分子生物学取得的成就证明了我们所能够给予科学活动的最深刻意义:这是一种与自然取得联系的愿望 通过与自然的接触,了解到我们是谁,是以什么名义参加自然的进化㊂就是这样一种丰富的交流把我们变成了世界上唯一的存在,变成了处于世界边缘的吉卜赛人㊂以上就是我们要说明的科学形变的背景㊂这是一种古典科学的背景,它的成就可以被看作是悲剧性的,但我们认为今天的科学已不再是这样㊂我们现在以更为确切的方式来探索古典科学,以便弄清楚它的理论内容与它对 人 和科学实践的阐述之间的关系㊂我们一直都想猜测自然,发现自然稳定性的秘密和解释那些打断自然进程的稀少事件㊂怎样确定现代科学三个世纪以来所进行的对话的特征?最简单地说,现代科学进行的对话重新推动一项远古的事业,但同时也开始了新的奇遇㊂对此我们将给予说明㊂亚历山大㊃科雷(Alexan-dre Koyre)提出,是实验的对话构成了我们称作现代科学的那些新奇实践㊂在这儿我们同意科雷的论述㊂实验的对话涉及人与自然的关系的两个方面:理解和改变㊂实验并不仅仅意味着忠实的观察事实的原本现象,也不仅仅是考察现象的经验联系㊂实验要求理论和实际操作的相互作用,包含着一种真正的战略㊂被考察的一种自然过程犹如理论假设的钥匙,正是基于这种考虑,在用理论语言考察自然过程之前,我们先制作这一过程,并把它纯粹化㊂这是一种系统的方法,即重新激发自然,让自然以毫不含混的方式说出它是否服从一种理论㊂科学家们曾以上百种方式讲述这种神奇的魔法,对他们来说,碰到 好 的问题就像是幸运地看到零散的碎片又重新聚集起来,看到散乱无章的状态被一种封闭的逻辑取代㊂我们知道所有关于这种著名发现的类似描述,每个探求者都了解这种经验,使这种小计谋或大秘密众所周知㊂在这个意义上,科学可被描绘成一种双方的游戏:问题在于识别一种与我们不同的现实的运动形态,这一现实不服从于我们的信仰㊁志向和希望㊂我们并不能使自然道出所有我们想知道的事情,因为科学不是扮演。
普里高津和他的耗散结构理论
普里高津和他的耗散结构理论远平衡态热力学的奠墓人普里高津和他的耗散结构理论普里高津（Prigogine，Ilya，1917—），1917年1月25日生于莫斯科，比利时化学家。
普里高津曾就读于比利时自由大学，自1947年起担任该校化学教授，他还担任美国奥斯汀·德克萨斯大学统计力学和热力学中心主任。
普里高津在自由大学攻读化学过程中，有一问题常使他疑惑不解，即时间的作用。
物理和化学中的过去和现在起着同样的作用；而在人们的经验中，昨天、今天和明天却完全不同。
在他看来，物理和化学中所描述的是一个没有时间的世界，或者是一个时间可逆的世界。
中学时代，哲学家H·本格森（Bergson）的《创造进化论》中关于在科学理论中使用的时间和人们日常体验中的时间存在着差别的思想，给年轻的普里高津留下了很深的印象。
为了研究时间的作用，普里高津从1939年起决定学习和研究热力学。
老师T·德·唐道（De Donder）是一位理论热力学家，对非平衡态和不可逆过程情有独钟；而在他之前，大多数热力学家却只注重平衡态而忽视非平衡态和不可逆过程，他们认为非平衡只是一种暂时现象，而不可逆过程总是浪费有用功，是有害无益的。
唐道详细研究了最早由R·克劳修斯（Clausius）提出的“非补偿热”和不可逆过程的关系，首次把“非补偿热”（即熵）概念和化学反应过程联系起来，提出作为反应推动力的化学亲合势和描述反应体系状态的反应进度的新概念，并以此为基础提出热力学第二定律在化学中新的表现形式。
唐道对不可逆过程的独到见解，吸引了年轻的普里高津的全部注意力，因为他感觉到，时间的概念是和不可逆过程紧密联系在一起的。
1944年，普里高津和R·德菲（Delay）合作出版《采用吉布斯和德·唐道方法的化学热力学》，详细介绍了德·唐道的热力学方法，特别是熵产生原理，开创了从不可逆过程的角度论述化学热力学的道路，至今仍为一部很有影响的著作。
创立耗散结构理论的普列高津
创立耗散结构理论的普列高津
创立耗散结构理论的普列高津
科学分为自然科学与社会科学两大类。
一般来说，自然科学的理论只能解决自然科学领域内的问题，社会科学的理论同样如此。
20世纪60年代末，比利时学者普列高津(1917—)却提出了一种叫做“耗散结构”的理论，可以横贯两大领域。
无论是物理、化学、生物、地学、医学、农学、工程技术，还是哲学、历史、文艺和经济等，只要涉及通过与周围环境交流实现复杂系统进化的问题，都可以借鉴他的思想来研究。
由于普列高津的这一发现有划时代意义，他获得了1977年度诺贝尔化学奖。
普列高津生于莫斯科，1921年4岁时随家到德国，1929年定居比利时。
他从小受到父母的良好教育，起初喜欢历史和考古，后来转向理科。
1941年，他在比利时布鲁塞尔自由大学获博士学位，34岁担任这个学校的理学院教授，1959 年担任国际驰名的索尔维国际物理及化学研究所的所长。
1967年兼任美国得克萨斯大学统计力学和热力学中心主任，并且是美国科学院外籍通讯院士。
还担任过比利时皇家科学院院长。
由于普列高津对科学作出了伟大的贡献，来自中国、德国、法国、英国、美国、日本、希腊、罗马尼亚和伊朗等十几个国家的近百名学者都集中到他身边，形成了一个学派，这就是国际著名的布鲁塞尔学派。
这个学派的科学研究工作，坚持了30多年，这么庞大的理论队伍，在国际上还是少有的。
1979年以来，普列高津多次应邀来华讲学，在北京、西安做了多次重要的学术报告。
他对我国科学技术发展很关心，他认为今天科学的发展已经到了文化大交流、科学大统一的新时代，是西方科学技术与东方传统哲学思想统一的时代，他的思想对今天科学技术的发展有很大推动作用。
862-耗散结构论(Dissipativity Structure Theory)-精品文档
耗散一词，原意是指开放系统与外界进 行的物质、能量、信息的交换运动。耗 散结构则是指远离平衡态的开放系统， 通过耗散运动形成的一种动态稳定的有 序化结构，即由原来混浊无序的状态转 变成一种在空间上、时间上或功能上的 有序状态。
1969年他在国际“理论物理与生物学会议” 上，发表《结构、耗散和生命》一文，提 出了这一理论，受到各国学者的重视。普 利高律由于这一重大贡献，荣获1977年诺 贝尔化学奖。 克劳修斯从热力学第二定律自然增熵原理 出发认为，既然物理过程总是自发地从有 序走向无序，系统的熵是增加的，因而宇 宙的演化是熵增的，最后将达到“热寂”， 即运动停止而毁灭。然而达尔文进化论则 认为，生物的发展是由低级到高级，由简 单到复杂，是朝着由无序向有序方向发展 的。
比利时当代物理学家和化学家普里高津 （I .Prigoging）
Байду номын сангаас
从能量的观点看，自发过程导致能量"品质"的下降。 磨擦生热过程中用率较高的机械能转变为利用率 较低的热能了，这又称为能量的"耗散"。 他们注 意到，就是在无生命界也存在一些自发的宏观有 序现象。例如在晴朗的傍晚，我们有时会看到空 中有一条横贯东西"通衢大道"，两旁鱼鳞状的白云 整齐排列，这叫"云街"；打开松花蛋外壳，琥珀色 半透明的蛋白表面有雪花似的"松花"等等。
１９７８年，普里戈金曾应中国科学院理论物 理研究所的邀请，来我国进行访问和讲学，并热情 地答应为我国培养热力学方面的研究人才，表现了 一位大科学家的胸襟和气度。
热力学第二定律告诉找们，宇宙不是在进化，乃是在 退化之中。曾长期在美国西北大学执教的物理学家贝 克博士（Dr．Edson Peck） 指出：“我们的宇宙中熵 值有增高的倾向”，“我们有充分的理由相信，宇宙 象一个发条逐渐慢下来的大时钟。”暂时逆热力学的 生命现象需要两个必备条件。一是要有蓝图或指令。 这就是在精子和卵子的DNA中所携带的来自父母双方 的遗传基因。在这些基因的调控下，一颗绿豆发芽长 成一株绿豆苗，鸡蛋孵化后成为一只小鸡。第二是要 一个能量转化系统，以供给发育时期所需的能量。光 合作用、消化作用、血液循环和呼吸作用等都是这样 的转化系统。
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普利高津----他的耗散结构理论和科学思想作者：任殿雷普利高津, 当代很有哲学头脑的科学家, 因创建耗散结构理论, 获1977年诺贝尔奖金, 而其科学思想则更体现着一种不同于经典的一种新科学传统(纲领．范式)。
这里拟对他的耗散结构理论和科学思想作一简要介绍，同时谈一点由此产生的联想，供大家参考。
一．普利高津的耗散结构理论１．问题的提出十九世纪，由于生产的发展，特别是由于蒸汽机的广泛应用，为了提高热机的效率，热力学开始建立和发展起来。
1842年到1843年，由迈尔．焦耳．赫尔姆霍茨等人建立了热力学第一定律。
1850年到1851年汤姆生和克劳修斯建立了热力学第二定律从而奠定了热力学的理论基础。
热力学第二定律同传统物理学不同，它指出了在一个不与外界发生物质和能量交换的孤立系统中无论其初始条件和历史如何，它的一个状态函数熵会随时间的推移单调地增加，直到达到热力学平衡态时趋于极大，从而指明了不可逆过程的方向性，即“时间箭头”只能指向熵增加的方向。
熵增加原理第一次把演化的观念．历史的观念引入物理学。
“熵”概念的提出，是十九世纪科学思想的一个巨大贡献，它的意义完全可以和生物学中的“进化”概念相媲美，十九世纪的热力学和生物学都涉及到世界运动变化的方向，即"时间箭头"的问题。
但是，这两门学科所提出的“时间箭头”的方向却截然不同。
热力学第二定律说明的是一个孤立系统朝着均匀．无序．简单，趋向平衡态的方向演化。
这实际上是一种退化的方向。
克劳修斯把这一理论推广到全宇宙，就得出了“宇宙热寂说”的悲观结论。
而生物学描述的却是系统从无序到有序，由简单到复杂，由低级到高级，由无功能到有功能．多功能的有组织的方向发展，这是一个进化的方向。
在生物界和人类社会中这种进化的现象最为明显。
于是产生了一个克劳修斯和达尔文的矛盾，退化和进化的矛盾，似乎生物界包括人类社会遵循着与物理世界完全不同的规律，有着迥然不同的演化方向。
热力学和生物学之间的这一矛盾，引起了许多科学家的广泛注意。
当代著名物理学家威格纳(Wigner)曾经说：“近代科学中最重要的间隙的什么？显然是物理科学和精神科学的分离。
”柯伊莱(A.Koyre) 则指出，牛顿用他的经典力学“把分隔天体和地球之间的壁垒推倒，并且把两者结合起来，统一成为一个整体的宇宙。
”但是他却把“我们的世界一分为二”，即分成一个物理世界．量的世界；一个生物的世界．质的世界，于是形成了两个世界．两种科学．两类文化，两者之间存在着巨大的鸿沟。
怎样把两者统一起来呢？能否用物理学的观点来全面地解释生命的特点及其进化的过程，使生物学成为研究生命系统的“物理科学”实现自然科学的大统一？普利高津正是在深入探讨这些问题的过程中逐步建立起耗散结构理论来的。
２．耗散结构理论的基本观点列宁说过：“自然科学的成果是概念的。
•”而从问题的提出到概念的形成，一般都要有一定的事实作依据。
耗散结构概念的形成同样也不例外。
普利高津首先考察了不同系统在远离平衡态时的不可逆过程，发现这些过程与平衡或近平衡过程具有十分不同的图象。
著名的流体力学实验贝纳特(Benard)对流提供了一个远离平衡态的典型图象。
一层流体，上下各与一恒温热源板接触，从底部加热，液体中形成温度梯度和热传导。
不断加大上下温差，将系统推向远离平衡状态。
当温度梯度达到一定的阈值时，系统就会突然由原来的热传导状态进入十分有组织的液体宏观流动态。
从上面观察就会发现液体内出现十分规则的六角形对流元胞，形成一种稳定的有序的蜂窝状宏观结构。
利用这种大规模的对流，系统加快了热从下向上的输运，加快了能量耗散。
激光是另一个远离平衡时形成宏观有序结构的典型。
自然光和普通灯光是电子从高能位向低能位散乱跃跹的结果，其光波的频率．相位，方向都是无序的。
激光则是以“光泵”输入能量，将内层电子人为地驱赶到外围高能位上，在达到一定的临界阈值时密集的高能电子便在瞬间向内层集体跃跹并产生同相震荡，从而获得了同一相位、方向和节律的单色光。
同时，由于这种震荡是诸多电子同时发生的集体释能行为，因而此种情形下的光线便具有极高的能量、极好的方向性和极纯的单色性这样的激光。
此时光场系统就处于一种非平衡的有序状态。
普利高津特别对化学中的贝洛索夫—札布金斯基(Belousov-habotinski)•反应作了深入的分析。
丙二酸在催化剂铈的作用下被溴酸氧化。
当外加物在一定浓度范围内，即离平衡条件较近时，在均匀边界条件下，生成物均匀混合地分布在整个容器内，呈现出对称性最强的无序状态。
适当控制某些反应物或反应物浓度，使反应条件远离平衡，就能出现各种不同的宏观协作现象。
在一定条件下会出现浓度随时间周期性改变的化学振荡，周期为30秒可持续50分钟。
在另一些条件下，浓度会呈现空间不均匀分布，形成一种空间结构，或者两者兼而有之，呈现空－时结构，即化学波。
其他一些化学振荡反应也有类似的特性。
生物是一种远离平衡的高度有序的结构，要不断与外界进行物质和能量的交换即新陈代谢才能维持生命。
即使是一个单细胞生物，其代谢功能也包括几千个耦合的化学反应，其中每一步反应被一种特殊的酶所催化，具有非常巧妙的配位和调节机制。
从上面一些现象中，普利高津发现在力学．物理学。
化学和生物化学的不可逆现象中，确实也存在着与生物进化类似的第二类的演化方式，存在着从简单到复杂，从无序到有序，从对称到对称破缺的进化。
普利高津通过从平衡态到近平衡态再到远离平衡态的研究，而后发现，在一个开放系统中，在从平衡态到近平衡态再到远离平衡态推进的过程中，当到达远离平衡态的非线性区时，一旦系统的某个参量变化达到一定的阈值，通过涨落，系统就可能发生突变，即非平衡相变，由原来的无序的混乱状态转变为一种时间．空间或功能有序的新的状态。
这种有序状态需要不断地与外界交换物质和能量才能维持，并保持一定的稳定性，且不因外界微小的扰动而消失。
这种远离平衡的非线性区形成的新的稳定的宏观的有序结构，普利高津称之为耗散结构。
系统这种能够自行产生的组织性和相干性，称为自组织现象。
因此普利高津又把它称之为非平衡系统的自组织理论。
耗散结构的概念是对比平衡结构建立起来的。
普利高津在第一篇论述耗散结构的论文中就指出了两者的区别。
他说：“平衡结构不进行任何能量或物质的交换就能维持。
晶体是平衡结构的典型。
?薄胺粗 纳⒔峁怪挥型ü 胪饨缃换荒芰?在某些情况下也交换物质) 才能维持。
普利高津指出，形成耗散结构至少需要以下四个条件。
第一．系统必须是一个开放系统。
根据热力学第二定律,•一个孤立系统的熵自发地趋于极大，随着熵的增加，非平衡总是趋于平衡态，有序状态会逐步变为无序状态。
而对于开放系统来说，熵(Ｓ)的变化则可以分为两部分，•一部分是系统本身由于不可逆过程（例如热传导．扩散．化学反应等）引起的熵的增加，即熵产生（ｄｉｓ），这一项永远是正的；另一部分是系统与外界交换物质和能量引起的熵流（ｄｅｓ），这一项可正可负，整个系统熵的变化ｄｓ就是这两项之和：ｄｓ＝ｄｅｓ＋ｄｉｓ根据熵增加原理，ｄｉｓ>=0(平衡态dis=0)而des 可以大于或小于零。
如果ｄｅｓ小于零，其绝对值又大于dis,则ｄｓ＝ｄｅｓ＋ｄｉｓ〈０这表明只要从外界流入的负熵流足够大，就可以抵消系统自身的熵产生，使系统的总熵减少，逐步从无序向新的有序方向发展，形成并维持一个低熵的非平衡态的有序结构。
这样，普利高津在不违反热力学第二定律的条件下，通过引入负熵流来抵消熵产生，说明了开放系统可能从混沌无序状态向新的有序状态转化，从而解决了克劳修斯和达尔文的矛盾，回答了科学上这个似是而非的问题。
他把热力学和进化论统一起来，把物理世界的规律和生物世界的规律统一起来，为用物理学．化学方法研究生物学开辟了道路。
显然，开放系统仅仅是产生耗散结构的一个必要条件而不是充分条件。
如果开放系统从外界引入的是正熵流而不是负熵流，那末将只能加快系统无序化的过程，而不可能形成新的有序结构。
第二．系统应当远离平衡态。
普利高津根据最小熵产生原理指出，不仅系统在平衡态时自发趋势是趋于无序，在近平衡线性区时的系统，即使有负熵流的流入，也不能形成新的有序结构，而只能是逐步趋于平衡，导致有序性的破坏。
系统只有远离时才具有新的规律性，才有可能形成新的有序结构。
只有在远离平衡的条件下，系统才可能在不与热力学第二定律发生冲突的条件下向有序．有组织．多功能方向进化。
因此，他提出了“非平衡是有序之源”的著名论断。
第三．系统内部各要素之间存在非线性的相互作用。
普利高津说：对于形成耗散结构所必须的另一个基本特性是在系统的各元素之间的相互作用存在着一种非线性的机制。
”这种相互作用使各个要素之间产生相干效应和协调动作。
加外，由于各要素之间的关系是非线性的，因此，只能用非线性方程来描述运动状态。
非线性方程必然存在多个解，其中有些解是稳定的，有的解是不稳定的，从而使系统演化发展可能出现几种不同的结果，这就产生了进化的多样性和复杂性。
这里的数学工具主要是非线性方程的分支理论。
第四．系统从无序向有序演化是通过随机的涨落来实现的。
涨落在不同条件下起着不同的作用。
对于处在近平衡区的系统，涨落引起了在相空间中系统运动轨道的混乱，将导致无序。
而对于远离平衡区的系统来说，涨落却成了促使系统从不稳定的定态跃迁到一个新的稳定的有序结构的因素，是形成耗散结构的杠杆。
普利高津说：“令人惊奇的是，同样的过程在接近平衡时导致结构的破坏，而远离平衡时却可能导致结构出现”通过涨落导致有序，是耗散结构的另一个重要结论。
３．耗散结构理论的实际应用耗散结构理论在各自然科学和社会经济各个领域的研究中都得到广泛的应用。
生命起源是一个极其复杂的问题。
蛋白质是构成生物的基本成分，它的聚合物大分子链是由许许多多小单元高度有规律的组织起来的.•各类单元有特定的功能并处于特定的部位.生物体内这种高度的组织性如果发生一点混乱都将引起严重后果。
我们可以把这种特定的排列作为这些集合体的各种可能排列的一种，假如各种排列的概率相同，那么这种特定排列出现的概率几乎等于零只有经过宇宙年令那样长的时间才会出现一次。
这就是法国生物学家莫诺(Monon) 为什么说生命的产生是绝无仅有的偶然事件的原因。
普利高津等人运用耗散结构理论来讨论时指出，这种生物大分子链的出现并不仅仅是概率的结果，而是在远离平衡态的条件下，系统内部的自我组织，协调一致产生的。
因此它是地球长期演化的必然产物,•而并不是纯粹的偶然事件。
因此，可以看到，耗散结构理论的发展，•对研究生命起源这样基本理论问题将会起重要作用。
普利高津认为城市也是一种耗散结构，•城市每天要输入食品原料．燃料，同时要输出产品和废物，这样才可能生存下去，保持一定有序状态，否则就会趋于混乱乃至消亡。