【关于生命系统熵势函数的建立及应用】生命是熵减

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认识“熵”--“熵减”让生命充满活力

认识“熵”--“熵减”让生命充满活力

认识“熵”--“熵减”让生命充满活力一、什么是“熵”?“熵”的概念,我以前也接触过,是热力学概念,或许自己是学文科,一直似懂未懂。

早上听了华为的管理顾问丁伟老师的一堂直播课《熵减--华为活力之源》,对“熵”有了进一步地认知。

“熵”是德国物理学家鲁道夫1850年提出来的概念,用于热力学第二定律,衡量体系的混乱程度;所以该定律又叫“熵增定律”。

讲的是自然社会任何时候都是高温自动向低温转移的。

也就是说,在一个封闭系统,最终会达到热平衡,没有了温差,再不能做功。

这个过程叫熵增,最后状态就是熵死,也称热寂。

一切自发过程总是向着熵增的方向发展。

最终,所有的摩擦力、电势、化学势都消失,整个系统慢慢地退化成毫无生气的死气沉沉的一团物质,于是就达到了被物理学家们称为的热力学平衡或“最大熵”,一种持久不变的状态,一种死亡。

有时我会说:宇宙的大背景是一种“混沌”、“无序”,我们要在“无序”中找出“有序”来,这就是“生命”。

有时候艺术为什么讲究起承转合、抑扬顿挫、明暗交替、......,都是在寻找一种有序的“生命”。

二、“熵”的四个度量特征“熵”可以作为一个衡量系统混沌程度的指标,它有四个度量特征:一是熵增,混乱增加,最终死亡,是自然运作;二是熵减,它使系统更有秩序、功能增加(熵减的前提是开放),是主动作为;三是负熵,它是带来熵减效应的活性因子,能产生能量。

比如信息是人的负熵;新成员、新知识、简化管理等是组织的负熵。

四是正熵。

与负熵相反。

有时候感觉概念,纯是我们的一种应用与想象。

三、“熵”的应用这宇宙中的规律,本质上都是相通的。

“熵”在其他领域的应用,都有一种隐喻的味道在里面,所以华为任(正非)总称之为哲学。

我们从“熵”的三个基本认识来看它的应用:认识一:开放系统才能熵减。

系统必须处于开放的环境中才能与外界进行能量交换,封闭了就带来熵增。

就象美洲的土著,所以中国要改革开放,没有回头路;就是进行熵减,增加活力。

“没有理想,不学习不努力,就是个人的熵增。

生命的意义在于熵减

生命的意义在于熵减

生命的意义在于熵减生命的意义在于熵减生命是地球上最复杂、最神奇的现象之一。

虽然科学家们对于生命的起源和本质仍然存在争议,但有一种观点认为,生命的存在是为了推动熵减。

熵是热力学里的一个概念,意味着无序度或混乱程度。

在自然界中,熵总是趋向于增加,即物质和能量的分布趋于更为均匀和无序。

生命的存在似乎违背了这个趋势,它在减少熵的过程中创造和维持了有序性。

生命体是高度有序的系统。

无论是一个微小的细胞还是一个复杂的生态系统,生命体都展现出了精密的结构和调节机制。

细胞通过遵循基因组中的指令来维持自身的结构和功能,而生态系统通过食物链、生态平衡等方式维持其稳定性。

这些机制的共同点在于它们都旨在减少系统的无序度,即熵。

生命的存在可以被看作是一个自发的、自组织的过程,其目标是创建和维持一个相对稳定和有序的状态。

这种有序性不仅体现在内部结构上,也体现在与外部环境的关系上。

生命体通过吸收外部能量和物质来维持其生存,同时将废物排出体外。

这个过程本身就是熵减的过程,因为能量和物质在被生命体利用的过程中被重新组织和利用,使其分布变得更有序。

除了维持内部有序性,生命体还通过进化的过程逐渐提高其自组织的能力。

进化通过自然选择和基因突变的机制使得生命体的结构和功能逐步优化,以适应环境中的压力和挑战。

这种优化过程也可以被看作是熵减的一种形式,因为它使得生命体的结构和功能更加有序和适应环境。

生命的存在不仅仅是为了推动熵减,还与宇宙的演化过程有着密切的联系。

宇宙在大爆炸后也经历了一个熵增的过程,从一个极其有序和高能量的状态逐渐演化为一个熵较高和低能量的状态。

而生命的出现恰恰是在宇宙最不稳定和熵最高的时期。

生命体的存在可以被看作是宇宙演化向着更高有序和稳定状态进化的一种方式。

生命的意义在于熵减,即通过自组织和进化的力量创造和维持有序性。

生命的存在使得无序的自然界变得有序和相对稳定,使得物质和能量在被重组利用的过程中减少熵的增加。

生命的出现是宇宙演化的重要一环,它推动着宇宙向着更高有序和低熵的状态前进。

熵与信息生命赖负熵为生

熵与信息生命赖负熵为生
(2)连续性
(3)极值性
(4)平均性
信息熵的性质
H ( P1 P2 Pm ) Pi log pi
i 1
m
非负性,连续性,极值性、对称型、加合性
五、信息量
信息量I =熵的减少
I S S1 S2
熵的减少意味着系统有序度的增加。
知识是信息,所以知识是负熵。不管是教师或是 学生在这一负熵传递过程中,两者都要消耗有用的功, 增加人体、环境的熵。一个子系统负熵、有序的增加, 是以全局的熵、混乱的增加为代价的。
当工作人员又接到家信得悉母亲经抢救后,已恢复意识, 正在积极进行治疗。这时信息源的本征态或消息单元的集合概 率分布已发生了变化。
消息单元 Xi X1 死亡 X2 昏迷 X3 偏瘫 X4 好转 X5 康复
概率分布
0
0
1/3
1/3
1/3
P(Xi)
如果工作人员又接到消息说:经积极治疗后已经能起床作太 极操了,则相应的概率分布变为:
X2
X i X n
P2
Pi Pn
X
i
n
i
;
归一性:
P
i 1
n
i
1
以上的问题,均可用熵作为指标进行分析。
二、信息源的概型结构
本征信息熵
现在讨论信息熵的基本概念
1、信息源:发送消息的源。Information source
例如:自然界中的一切物体,大至宇宙天体,小至原子、原
子核、基本粒子、以及中间的各个层次:生物圈,生态,群
落,种群,个体,系统,器官,组织,细胞,亚细胞,分子, 亚分子等,例如一个国家、社会团体,大脑,内分泌等等,
都有它们自己的情态,无不随时发送出它们自己的消息,因

熵减定律对人生的意义

熵减定律对人生的意义

熵减定律对人生的意义
熵减定律(熵守恒定律)是统计热力学中最重要的原理,它被经典力学科学家引进生活,发现它在人的生活中也有着重要的哲学意义。

它强调的是变化必然逐渐变小,异化逐渐变为同化,熵减是宇宙能量的趋势。

将熵减定律应用到人的生活中,就是有意的去消除烦恼,有意的去贴近本质,有意的使自己的潜能得到有效的开发,取得实实在在的改变,这在所有人的生活中都是可以实践的。

当要追求秩序取代危言与混乱时,那就是熵减的本质;当要从野心勃勃中引发凝散思维而出没烦恼时,那是熵减的本意;当要调节自身的情绪,将涡忙的情绪翻江倒海之乱变得更加明朗时,那是熵减的新颖范畴;当对于自身与他人之间的状态有清晰的界线时,也是熵减定律起到了作用。

熵减定律,让我们在丰富多里的事件和世界里,明确知道什么是本质,什么是紊乱,追求秩序、凝散思维、调节情绪,使忙碌并不绝望,不在意细枝末节就可以获取更多的成功效果,工作生活无穷无尽,但依然可以获得它所带给的馈赠,这也让我们的生活更加有意义。

熵减定律,也让人们明白,只有把注意力紧贴本质,不挂心于太多名利场,才能把自身的能量最大化。

生活充满着充沛的事物,众多的变化,看的特别晕乎,想追求的太多,又觉得身不由己。

按照熵减定律,观念要变,做出一次变化,就可以发现,原来它们只是表面上的无意义变化,本质上他们都是相似的。

熵减定律从物理学走向生活,它给人们在追求进取中,提供了一条新的方向。

我们要去追求变化又带给我们新的秩序,不在乎看起来多么艰难,只要坚持理解本质,去淡化一切,就一定能取得意想不到的成果。

熵减定律代表了转变的可能,让我们的生活变的有意义,并取得成功。

熵与生命的关系

熵与生命的关系

熵与生命的‎关系熵的定义:表示物质系‎统状态的一‎个物理量(记为S),它表示该状‎态可能出现‎的程度。

在热力学中‎,是用以说明‎热学过程不‎可逆性的一‎个比较抽象‎的物理量。

孤立体系中‎实际发生的‎过程必然要‎使它的熵增‎加。

定义2:热力系中工‎质的热力状‎态参数之一‎。

在可逆微变‎化过程中,熵的变化等‎于系统从热‎源吸收的热‎量与热源的‎热力学温度‎之比,可用于度量‎热量转变为‎功的程度。

熵指的是体‎系的混乱的‎程度,它在控制论‎、概率论、数论、天体物理、生命科学等‎领域都有重‎要应用,在不同的学‎科中也有引‎申出的更为‎具体的定义‎,是各领域十‎分重要的参‎量。

熵由鲁道夫‎·克劳修斯提‎出,并应用在热‎力学中。

后来在,克劳德·艾尔伍德·香农第一次‎将熵的概念‎引入到信息‎论中来。

按照一些后‎现代的西方‎社会学家观‎点,熵的概念被‎其移植到社‎会学中。

表示随着人‎类社会随着‎科学技术的‎发展及文明‎程度的提高‎,社会“熵”——即社会生存‎状态及社会‎价值观的混‎乱程度将不‎断增加。

按其学术观‎点,现代社会中‎恐怖主义肆‎虐,疾病疫病流‎行,社会革命,经济危机爆‎发周期缩短‎,人性物化都‎是社会“熵”增加的表征‎。

现在让大家‎看看我在网‎络中看到的‎熵与生命有‎着何种联系‎,下面是我看‎到的一篇论‎文中的部分‎内容,自我感觉它‎写的很好:1 熵理论的宏‎观意义及其‎与生命体系‎的关系生物体最基‎本的特征之‎一是物质代‎谢,伴随着物质‎代谢所发生‎的一系列能‎量转变即能‎量代谢,是生物体基‎本特征的另‎一方面。

生物系统不‎断地从周围‎环境中摄取‎物质,经一系列生‎化反应合成‎、转变成自身‎需要的组分‎,又将原有的‎组分通过一‎系列生化反‎应变为废料‎,排出体外,并伴有能量‎变化。

熵作为一种‎状态函数,其改变值可‎正可负,所谓负熵是‎指生命通过‎各种能量交‎换传递使体‎内或局部熵‎减小。

阅读材料:生命系统与熵定律

阅读材料:生命系统与熵定律

生命系统与熵定律熵,平均信息量,熵在封闭的热力体系中不能做功的一定数量的热能的计量单位,随机计量单位在封闭体系中对无序和随机的计量单位,在信息论中,对被传送的信息进行度量所采用的一种平均值。

热力学有两个定律,第一定律也称为能量守恒定律,指出宇宙的能量总和是一个常数,既不可能增加,也不可能减少。

热力学第二定律就是著名的熵定律,她指在一个封闭的系统里,能量总是从高的地方流向低的地方,系统从有序渐渐变成无序,系统的熵最终将达到最大值。

这是一个不可逆的过程。

生命系统就是根本不服从熵定律的一个庞大的世界。

那么生命系统真的不服从熵定律吗?让我们先看看一个人的生命周期过程:受精卵在母体内开始进行细胞分裂和复制,逐渐形成胚胎的各种器官,成熟后便诞生出世。

随着婴儿的成长,各种器官与器官功能日趋完善,越来越有序化。

谁也不会否认,当孩子渐渐长大,他体内储存的能量也就与日俱增了。

不仅一个人是如此,每当我们观察任何一种生命个体时,都会发现这个“能量从低向高流动”的熵定律的逆过程。

不但每个生命个体是如此,整体生物进化过程本身就代表着日益增长的秩序的不断积累。

就连某种生物群体内部也一样,例如主人群组成的人类社会。

人类社会本身也是一个封闭系统,无疑是附合熵定律条件的。

可恰恰在人类社会这个系统中,同样存在着实实在在的熵定律的逆过程。

古往今来,人类社会的历史总是贫的越贫,富的越富,社会变得越有序,直到爆发一场社会动荡,例如农民起义或世界大战。

动荡使世界在瞬间从有序变回无序状态,再重新开始新一轮有序化过程。

此外,从原始社会到今天的后工业社会,人类一直进行着能量积累,而且积累的能力和速度越来越快。

正反馈与负反馈使人向着熵定律的反方向发展,这也可以说是生命的共性吧。

这不禁使人联想到,我们过去把生命定义为“能够自我复制的过程”,而今天,我们似乎应当给生命下一个更深刻的定义:“生命是一个从无序到有序的发展过程。

”这是一个与非生命的自然界截然相反的过程,而且是一个主动的过程。

人活着就是在对抗熵增定律,生命以负熵为生”

人活着就是在对抗熵增定律,生命以负熵为生”

人活着就是在对抗熵增定律,生命以负熵为生”"人活着就是在对抗熵增定律,生命以负熵为生"——薛定谔《生命是什么》人体本质上是物质,所以人和社会的一些规律也遵循物理学定律。

热力学第二定律:一个孤立系统的熵总是增加的,并且将两个系统连接在一起时,其合并系统的熵大于所有单独系统熵的总和。

熵即是指一个系统的无序度。

早在1947年薛定鄂就曾高瞻远瞩地指出了熵增过程也必然体现在生命体系之中(Schrodinger 1947)。

人体是一个巨大的化学反应库,生命的代谢过程建立在生物化学反应的基础上。

从某种角度来讲,生命的意义就在于具有抵抗自身熵增的能力,即具有熵减的能力。

在人体的生命化学活动中,自发和非自发过程同时存在,相互依存,因为熵增的必然性,生命体不断地由有序走回无序,最终不可逆地走向老化死亡。

如果物理学只能留一条定律,我会留熵增定律。

说这句话的人叫吴国盛,清华大学的科学史系主任。

虽然你可能会反驳这个观点,难道不是牛顿的力学和爱因斯坦的相对论吗?模型君也很迷惑,但是吴教授能说出这番话绝对不是无的放矢,不管对与不对,都可见熵增定律的分量。

无独有偶,吴军也说过类似的话。

如果地球毁灭了,我们怎么能够在一张名片上写下地球文明的全部精髓,让其他文明知道我们曾有过这个文明呢?吴军老师给出的答案是三个公式:1 1=2(代表了数学文明)E=mc?(爱因斯坦的质能方程)S=-∑ P ln P(熵的定义)▲来自得到薛定谔在《生命是什么》中也说过类似的话「人活着就是在对抗熵增定律,生命以负熵为生。

」爱丁顿爵士也曾说:“我认为,熵增原则是自然界所有定律中至高无上的。

如果有人指出你的宇宙理论与麦克斯韦方程不符,那么麦克斯韦方程可能有不对;如果你的宇宙理论与观测相矛盾,嗯,观测的人有时也会把事情搞错;但是如果你的理论违背了热力学第二定律,我就敢说你没有指望了,你的理论只有丢尽脸、垮台。

”(注:爱丁顿说自己是除爱因斯坦之外,世界上唯一一个真正懂相对论的科学家,虽然看起来有点能吹,但应该也挺牛)那么问题来了,什么是熵增定律?为什么它如此重要?它到底对我们有什么巨大影响?以至于能够让好多人一下子顿悟。

熵的简单应用

熵的简单应用

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相对封闭的组织机构的运行过程的个逐步走向衰败的过程, 尤其是那些超稳定的封闭系统内的组织机构——公共行政组织 • 一般地讲,公共行政组织系统是一个超稳定的封闭系统, 如果它不进行自我调整、更新、改革或与外部环境进行 输出输入的交换,必然走向衰败。
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生命发展的过程是一个熵减的过程,是一个趋向更加有序的 过程。生物进化是熵减过程的具体体现。 • 生命存在的意义就在于实现这个熵减的过程,但人与动物 最大的不同在于人有智慧.动物实现熵减过程的方式是自 然进化,而人类是靠自己改造世界的能力,主要依靠科技的 进步。
一、熵与生命
• 生命是什么?
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奥地利物理学家埃尔温·薛定谔在他的专著《生命是什 么》中这样说道: “一个生命有机体在不断地增加它的熵——你或者 可以说在增加正熵——并趋于接近最大熵值的危险状 态,那就是死亡,要摆脱死亡,就是说要活着,唯一 的办法就是从环境中不断地吸取负熵,‘有机体是依 赖负熵为生的’,这就是生命的热力学基础。”
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四、其他
• 金融危机的根源是美国中央银行长期利用实行低利率政策 刺激投资和消费所造成的虚假的经济繁荣。 • 直接原因:美国人借钱过度消费、超前消费。 • 在过去的几年里,美国借中国人、日本人的钱来给美国人 消费,借未来的钱来维持现在的消费,造成了虚假的经济 繁荣。
• 管理熵揭示的是企业组织 内部管理效率递减的规律 。 • 企业作为一个相对封闭的 孤立系统,如果较少与环 境进行信息、能量和物质 的交换,则必将从有序发 展到无序并最终走向衰亡。
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企业通过组织创新,打破封闭,建立开放系统,不断地从外界吸取 能与企业产生协同效应、提高竞争力的优质物质,即人力资源、资本、 技术、市场信息等。找到再生契机,企业的生命就可以得到延缓,进入 新一轮的发展期。 管理系统包括人、财、物,其中人的不确定度(混乱度)最大。因此, 为实现系统的低熵状态,对人的管理最为重要。

生命系统演化的熵势函数探析

生命系统演化的熵势函数探析

生命系统演化的熵势函数探析
生命系统演化的熵势函数探析
生命系统遵循怎样的演化规律,传统的还原论思想和线性思维是无能为力的,本文依据非平衡非线性系统理论的广义势函数,建立了可描述生命系统演化的熵势及其表达式.通过分析生命系统的相变和生命机体内部的熵力,说明熵势反映生命的发育和进化,在这个势的作用下生命越来越有序,而且熵力是生命系统维持相对稳定性的原动力.
作者:刘春琴冯玉广 LIU Chun-qin FENG Yu-guang 作者单位:山西师范大学物理与信息工程学院,山西,临汾,041000 刊名:复杂系统与复杂性科学ISTIC 英文刊名:COMPLEX SYSTEMS AND COMPLEXITY SCIENCE 年,卷(期):2006 3(4) 分类号:N94 Q111 O415.3 关键词:生命系统熵势非平衡相变熵力。

生命与负熵

生命与负熵

生命与负熵作者: physixfan热力学第二定律说道:在孤立热力学系统中,系统的熵永不减少。

熵是用来表征系统混乱程度的物理量,因此这条定律实际上是在说,孤立系统的混乱程度永远是在增加的。

直到达到热平衡,系统的熵达到了极大值,系统状态将不再改变,归于沉寂。

“落叶永离,覆水难收;欲死灰之复燃,艰乎其力;愿破镜之重圆,冀也无端;人生易老,返老还童只是幻想;生米煮成熟饭,无可挽回。

”【1】无数自然现象,无不印证着熵增原理的正确性。

然而,生命现象却似乎是个例外。

生命是一种总是维持低熵的奇迹。

一个生命,在它活着的时候,总是保持着一种高度有序的状态,各个器官各个细胞的运作井井有条。

它并不会立即达到一种类似热力学平衡的不再活动的状态,相反,生物能够主动“做某些事情”、运动以及不断与外界进行物质能量交换恰恰是生物区别于普通物体的一个重要因素。

而一个生命一旦死去,就会很快被熵增原理的强大威力给收服,很快将趋于热平衡状态,变成一片死寂的一堆极其无序的物质。

那么,究竟是什么原因使得生命看似违背了普适的熵增原理呢?问题的根源就在于,热力学第二定律只是用于“孤立系统”,即与外界没有物质、能量交换的系统。

而生命之所以能长时间维持自身处在低熵有序状态,其秘诀正是在于它与外界的物质能量交换,即新陈代谢。

我们要搞清楚的是,新陈代谢的目的本质并不是交换物质。

构成我们身体的原子,无非就是碳氢氧氮磷硫,和外界的普通原子没有什么区别,仅仅交换原子并不能给生命带来直接好处。

更应该明确的是,新陈代谢的目的本质也不是交换能量。

似乎很长一段时间里,人们一直把吃饭喝水看成是单纯的吸收能量,认为生命以能量为生,而且至今大部分没有学过物理学的人也是这么看待的,人们满足于这样一种简单的理解。

但是,“其实这非常荒唐,因为一个成年有机体所含的能量跟所含的物质一样,都是固定不变的。

既然体内一个卡路里跟体外一个卡路里的价值是一样的,那么,确实不能理解单纯的能量交换究竟有什么用处。

熵增定律与熵减法则

熵增定律与熵减法则

熵增定律与熵减法则熵增定律和熵减法则是热力学中重要的概念和原理,它们描述了自然界中熵的变化趋势和物质运动的方向。

本文将从理论原理、实际应用和意义等方面对熵增定律和熵减法则进行详细介绍。

一、理论原理1. 熵的概念熵是热力学中描述系统无序程度的物理量,常用S表示。

在宏观上,熵可被解释为系统的混乱程度或无序程度。

形象地说,一个有序的系统即具有低熵,而一个无序的系统则具有高熵。

2. 熵增定律熵增定律指出,在孤立系统中,熵总是趋向增加的。

这是基于热力学第二定律,也称为熵增原理。

熵增原理表明孤立系统的无序程度总是增加,系统的能量变化将不可逆地导致熵的增加。

二、实际应用1. 化学反应中的熵变在化学反应中,熵变(ΔS)可以用来描述反应过程中熵的变化。

当ΔS为正时,反应过程中熵增加,系统变得更加无序;当ΔS为负时,反应过程中熵减少,系统变得更加有序。

2. 拓展应用:信息熵熵的概念还可以拓展到信息论中的信息熵。

信息熵用于描述信息的平均不确定程度,越高的熵表示信息包含的不确定性越大。

三、意义与应用1. 热力学基础熵增定律和熵减法则是热力学的基础概念,对于理解能量转化和系统演化有重要意义。

它们揭示了自然界中无序程度的增加和减少趋势,对于研究热力学系统和预测物质运动具有指导意义。

2. 工程应用熵增定律和熵减法则在工程中有广泛的应用。

例如,在热力学循环中,通过对系统内部组分和能量流的控制,可以实现熵减,提高系统的效率。

另外,熵增原理还可以用来分析和优化能量传递和转化的过程。

3. 生态学解释熵增定律和熵减法则在生态学领域也有应用。

无序程度的增加可以解释为生态系统的退化和环境破坏,而无序程度的减少则表示生态系统恢复和环境保护的过程。

四、总结熵增定律和熵减法则是热力学中重要的概念和原理,它们描述了热力学系统中熵的变化趋势。

熵增原理表明孤立系统的无序程度总是增加的,而熵减法则则描述了某些条件下熵减少的过程。

这些原理和法则在热力学、化学、工程和生态学等领域都有广泛的应用,对于理解自然界中的无序与有序现象具有重要意义。

生命与熵的关系

生命与熵的关系

生命与熵的关系1864年法国物理学家克牢修斯提出了一个物理量和新函数——熵,熵是热力学系统的态函数,在绝热系统中熵变永远不会为负。

统计物理学研究表明,熵就是混乱度的量度。

20 世纪60 年代,比利时普利高津提出了耗散结构理论(把那些在非平衡和开放条件下通过体系内部耗散能量的不可逆过程产生和维持的时-空有序结构称为耗散结构),将熵推广到了与外界有能量交换的非平衡态热力学体系。

熵的内涵不断扩大,逐渐形成了热力学熵,黑洞熵、信息熵等概念。

这种广义熵的提出, 阐明了非平衡态与平衡态热力学体系熵的本质是一致的,均受熵定律支配,从而也揭示了物理系统与生命系统的统一性。

各生命体的生命活动过程是具有耗散结构特征的、开放的非平衡系统, 生命现象也与熵有着密切关系, 生命体和一切无机物的一个根本区别是它具有高度有序性。

根据这一特点用“熵”来描述生命是较为恰当的。

引入广义熵的概念来度量生命活动过程的质量, 称为生物熵。

本研究将耗散结构理论用于生命过程的研究,建立了生物熵随年龄正常变化的宏观数学模型, 用以描述生命过程的熵变。

1 生命的自组织过程中的公式模拟一个无序的世界是不可能产生生命的,有生命的世界必然是有序的。

生物进化是由单细胞向多细胞、从简单到复杂、从低级向高级进化,也就是说向着更为有序、更为精确的方向进化,这是一个熵减的方向,与孤立系统向熵增大的方向恰好相反,可以说生物进化是熵变为负的过程,即负熵是在生命过程中产生的。

但是生命体是"耗散结构",耗散结构认为一个远离平衡态的开放体系,通过与外界交换物质和能量,在一定条件下,可能从原来的无序状态转变为一种在时间、空间或功能上有序的状态,这个新的有序结构是靠不断耗散物质和能量来维持的。

生命体通过不断与外界交换物质、能量、信息和负熵,可使生命系统的总熵值减小,从而有序度不断提高,生命体系才得以动态地发展。

生物进化是个熵变为负的过程,即负熵是在生命过程中产生的。

生命的意义在于对抗熵

生命的意义在于对抗熵

生命的意义在于对抗熵生命的意义在于对抗熵熵(entropy)是一个来自物理学和热力学领域的概念,可用于表示系统的无序程度。

熵增加意味着系统的无序程度增加,而熵减少则表示系统的有序程度增加。

生命的存在似乎与熵减少有着密切的关系,这也引发了生命的起源和意义的许多哲学思考。

生命是一个充满秩序和有机结构的系统。

无论是细胞、生物体还是生态系统,生命都表现出了高度的组织、调控和适应能力。

与此同时,生命也与熵增加的自然趋势相抗衡。

尽管熵增加是宇宙的基本规律,但生命通过利用能量、消耗物质和维持自身的稳态,可以减少周围环境的熵,并维持自身系统的有序状态。

从热力学角度来看,生命维持自身的有序状态需要大量的能量输入。

生物体通过新陈代谢过程将能量储存起来,并将其转化为维持生命所需的有序结构和各种功能活动。

例如,植物通过光合作用将太阳能转化为有机物,维持自身的生长和繁殖;动物通过食物链将能量从一个有机体转移到另一个有机体,同时消耗能量来进行运动和维持生命活动。

生命对抗熵,不仅仅是为了自身的维持,更是为了拓展生命的领域和繁衍后代,进一步减少周围环境的熵。

生物体还通过控制和调节物质交换来维持内部秩序和稳态。

生命系统内部存在着复杂的调控网络和反馈机制,保持各种物质和能量的平衡。

细胞通过细胞膜的选择性通透性和各种酶的调节,维持内外物质的流动和离子的浓度平衡;生物体通过呼吸、排泄和代谢过程,排出废物和维持体内各种物质的平衡。

通过这些调控和控制机制,生命系统有效地减少了外部环境的熵输入,保持了自身的稳定有序状态。

除了在自身体内对抗熵外,生命还通过生态系统的建立和维持来对抗熵增加。

生态系统是由各种生物体和非生物要素相互作用和相互依赖形成的复杂网络。

生物体通过食物链相互依赖,形成营养循环和能量流动,在整个生态系统中减少熵的产生和增加有序结构的形成。

例如,植物为动物提供食物和氧气,动物排出二氧化碳和废物,形成了气候条件和土壤环境中的熵减少过程。

(一)生命以负熵为食

(一)生命以负熵为食

(一)生命以负熵为食——生命以负熵为食生命以负熵为食,也即奥地利物理学家薛定谔所提出的:生命赖负熵为生。

熵是一个物理学概念,是对一孤立系统的无序程度的描述。

一个系统越是无序,越是混乱,熵就越大,即熵代表的是混乱度。

反之,一个有序的系统或向有序化发展的系统,人们就用负熵来表达,负熵代表的是有序。

所以生命赖负熵为生,就是生命以序为生,生命以序为食。

生命以负熵为食,由奥地利物理学家薛定谔提出,是生物信息学一个重要观点。

即生命依靠从外部环境摄取负熵维持和发展。

比利时物理学家普利高津创立的耗散结构理论进一步论证了这一观点。

耗散结构理论认为,生命是远离热力学平衡的,它从环境摄入高级形态的能量,将低级形态的能量排给环境,实际象从环境摄取负熵的能量转换器。

即生命的维持和发展是以造成环境的熵增加为代价的。

生命中物质和能量代谢的实质,是通过交换从环境摄取负熵。

耗散结构论把宏观系统区分为三种: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。

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“平衡无序态”;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”。

耗散结构是在远离平衡区的、非线性的、开放系统中所产生的一种稳定的自组织结构,由于存在非线性的正反馈相互作用,能够使系统的各要素之间产生协调动作和相干效应,使系统从杂乱无章变为井然有序。

生命体是一种远离平衡态的有序结构,它只有不断地进行新陈代谢才能生存和发展下去,因而是一种典型的耗散结构。

人是一种高度发达的耗散结构,具有最为复杂而精密的有序化构造和严谨协调的有序化功能。

所有生命系统的生长过程包括人类社会的发展过程都是有序化的不断增长过程。

对前述三种系统,可以以个人、国家为例来说明:一个与世隔绝的个人,难于建立高度有序的生命形态;一个闭关锁国的国度,也无法建立高度有序的国家形态。

生命本身就是熵减的过程

生命本身就是熵减的过程

生命本身就是熵减的过程熵增是客观规律,不论是个人、团队还是国家乃至地球、宇宙,在没有外力做功的情况下,熵在不断增加,也就是趋向热寂(死亡)。

尤其在当下,熵增定律对于我们每个人而言都很有价值和意义。

近期,公司培训围绕“熵增”开展了主题宣讲活动。

今天整理出其中一篇优秀演讲,供大家学习交流。

1认识熵增熵增是指在一个孤立系统里,如果没有外力做功,其总混乱度(即熵)会不断增大。

熵增定律揭示所有生命和非生命的演化规律,所有事物都在向着无规律,向着无序和混乱发展,直到宇宙的尽头——热寂。

熵增无处不在,又看似那么顺其自然:屋子会变乱,手机会变卡,人会变的懒散,组织架构会变得臃肿……因为自律总是比懒散痛苦,放弃总是比坚持轻松,变坏总是比变好容易,事物总是向着熵增的方向发展,任其发展下去就会走向消亡。

薛定谔在《生命是什么》中提到:人活着就是在对抗熵增定律,生命以负熵为生。

生命本身就是自律的过程,即熵减的过程。

虽然这个过程会非常痛苦,但要活下来,就要变得自律,就得逆着熵增做功。

2如何对抗熵增,实现超越任正非说:我以前认为活下来是最低的标准,但现在看活下来是很高的标准,活下来就意味着对抗熵增,实现超越。

我认为,对抗熵增的方法就是:1、主动投入能量做功回顾公司的发展历程,是一个不断探索行业本质,不断做实企业价值,不断主动做功,坚持理性和谐健康快乐成长的过程。

2000年公司成立,2002年推出价格公开,2003年创刊诚通月刊、组建东北有色市场,2004年创建网站,2006年荣获中央企业学习型组织,2007年荣获中央企业思想政治工作先进单位,创办东北有色金属论坛,2008年推出保价点价服务荣获中央企业先进集体,2009年推出顾问式采购服务,荣获经营业绩优秀企业,成为控股公司三家行业标杆企业之一,2016年公司连续八年进入中国诚通重点联系企业,2018年公司合并更名为中国诚通商品贸易有限公司。

公司经过近二十年的高质量发展,已经成为具备坚实的基础,具备一流的做事环境和成长环境的优秀企业。

熵在物理和生命科学中的应用探讨

熵在物理和生命科学中的应用探讨

熵在物理和生命科学中的应用探讨引言:熵是热力学中一个重要的概念,它描述了系统的混乱程度或无序程度。

然而,近年来,熵的概念不仅仅局限于热力学领域,它也被广泛运用于物理和生命科学中。

本文将就熵在物理和生命科学领域的应用进行探讨,并分析其在这些领域中的意义和价值。

一、物理学中的熵应用物理学是熵最早被应用的领域之一。

在热力学中,熵是一个重要的量,它可以用来描述系统的状态和变化。

熵增原理指出,在孤立系统中,熵始终趋于增加,即系统的混乱程度不断增加。

这一原理在物理学中有着广泛的应用。

1.1 熵在热力学中的应用热力学是熵最典型的应用领域之一。

根据热力学第二定律,孤立系统中的熵通常是增加的,而且系统的熵变可用来判断过程的可逆性。

在物理化学和材料科学中,熵被广泛应用于热力学计算和反应动力学的研究,对于物质的相变、反应过程和能量转化等具有重要的指导意义。

1.2 熵在信息理论中的应用信息理论是熵在物理学中的另一个重要应用领域。

根据信息论的基本原理,熵可以用来衡量信息的不确定性或混乱程度。

在通信和数据传输领域,熵被用来描述信道的容量和信息的传输效率。

此外,熵还被应用于数据压缩、图像处理和模式识别等领域。

二、生命科学中的熵应用熵的应用不仅仅局限于物理学,它也在生命科学中发挥着重要作用。

生命是有序的,而熵则是描述无序的,有人可能会想:在生命科学中,熵到底有什么用处呢?2.1 熵在生态学中的应用生态学研究的是生物和环境之间的相互关系。

熵在生态学中的应用主要是描述生态系统的稳定性和复杂性。

生态系统的稳定性与熵的关系可以通过生物多样性进行解释。

一个生态系统中的生物多样性越高,其熵也就越高,而高熵意味着生态系统更加复杂和不稳定。

因此,熵在生态学中可以用来评估和刻画不同生态系统之间的稳定性和复杂性,并为生态保护和环境管理提供科学依据。

2.2 熵在遗传学中的应用遗传学研究的是基因的传递和表达。

熵在遗传学中的应用主要是用来描述基因组的复杂性和遗传多样性。

为什么薛定谔会说“生命以负熵为生”?什么是熵?

为什么薛定谔会说“生命以负熵为生”?什么是熵?

为什么薛定谔会说“生命以负熵为生”?什么是熵?薛定谔的原话表述是:生命以负熵为生,或生命以负熵为食。

接下来,我们对生命、熵、负熵以及宇宙这些玄而又玄的概念进行拆解。

拆解完了,你也知道这句话到底是什么意思了。

可能比较烧脑,但不至于摸不着头脑。

既然“生命以负熵为生”,那我们也应该让大脑多汲取一些负熵为食。

先说生命,生命到底是什么?有些事,看着简单但想起来复杂,而解释起来更是不知从何说起。

所以,生命到底是什么,你说不清楚,专家也说不清楚。

那怎么办?大家只能搞比喻论证,只不过有一派叫科学,另一派叫宗教。

我们把生命比喻为一座大厦,而建造大厦的钢筋水泥和砖瓦木料,就是生命物质。

制造生命的最基础物质是氨基酸,接下来是蛋白质和DNA。

1965年的时候,中国科学家成功合成了牛胰岛素,这是蛋白质。

2017年的时候,美国哥伦比亚大学成功合成了一个超长的DNA链,这是DNA。

现在好了!建造大厦的钢筋水泥和砖瓦木料,我们都准备齐全了。

接下来就要问:用这些生命物质,我们能够制造生命吗?答案是还不能,至少只有生命物质,还不能。

一个简单的比方:一只“落霞与孤鹜齐飞”的野鸭子,肯定是生命;但是你把它抓住、然后塞进烤炉,把它变成了一只北京烤鸭,那它还是生命吗?肯定不能这么说吧。

所以,用大厦来比喻生命,根本就没有揭示出生命的本质,或者说还相去甚远。

这就叫引喻失义。

所以,只能继续搞比喻论证。

日常生活的大厦高楼,太常见,既不复杂也没逼格。

所以,咱们就要用更有逼格的抽象概念,来搞比喻论证。

看得着的高楼大厦,是零阶喻体;抽象的科学概念,是二阶或高阶喻体。

而之所以觉得烧脑,就是因为人家不玩低阶而改玩高阶了。

PS:什么是零阶、什么是高阶?有钱真爽,这就是零阶或一阶智慧。

这等同废话,因为大家都知道。

粪土当年万户侯、安贫也能乐道。

这是鸡汤,但比零阶或一阶更复杂,所以是二阶或高阶智慧。

因为要解释、要感悟、要升格,简单说就要装。

而你只有明白了零阶或一阶的:有钱真爽,才能认识到二阶的或高阶的“安贫乐道”,逼格满满。

熵理论的应用

熵理论的应用

2.自由能与生命起源和生命进化的关系 自由能与生命起源和生命进化的关系
一个无序的世界不可能产生生命, 一个无序的世界不可能产生生命,产 生生命的世界必然是有序的。 生生命的世界必然是有序的。物质从 无机世界向有机世界进化,这肯定是 无机世界向有机世界进化, 一个熵减的过程,是非自发产生的。 一个熵减的过程,是非自发产生的。 在生命的形成和进化中, 在生命的形成和进化中,生命是一步 步化学合成的, 步化学合成的,而化学合成的关键就 是得依靠有机物分子上的活化自由能 基团的相互能量作用才能实现,自由 基团的相互能量作用才能实现, 能在化学反应中起着决定性的作用。 能在化学反应中起着决定性的作用。
6.熵理论在药物学中的应用 熵理论在药物学中的应用
阿霉素(ADM)等抗肿瘤抗生素与 等抗肿瘤抗生素与DNA相互作用时, 相互作用时, 阿霉素 等抗肿瘤抗生素与 相互作用时 采用嵌入DNA碱基对的方式,破坏 碱基对的方式, 采用嵌入 碱基对的方式 破坏DNA的模板 的模板 功能,阻止转录过程,在抑制DNA、RNA及蛋 功能,阻止转录过程,在抑制 、 及蛋 白质合成的同时, 白质合成的同时,也改变癌基因的结构或影响 癌基因的表达。 以典型的嵌入方式与DNA 癌基因的表达。ADM以典型的嵌入方式与 以典型的嵌入方式与 相互结合的,由于ADM—DNA复合物比独立 相互结合的,由于 复合物比独立 DNA和ADM分子更有序,因此导致一定程度的 分子更有序, 和 分子更有序 熵减川, 熵减川,而使系统功能状态变化方向趋于巩固 和激活,逐渐变为稳定状态。 和激活,逐渐变为稳定状态。
8.熵理论在抗癌机制中的应用 熵理论在抗癌机制中的应用
Kohler和Milstein证明,利用体细胞杂交法可获 和 证明, 证明 得分泌抗体的杂交细胞系。 得分泌抗体的杂交细胞系。由于应用这一技术 所获得的抗体来源于单一的抗体生成细胞所形 成的杂种细胞克隆,所以称之为单克隆抗体。 成的杂种细胞克隆,所以称之为单克隆抗体。 为了使操作过程比较准确,应该采用分子切割 为了使操作过程比较准确, 技术从组织中得到所需细胞。 技术从组织中得到所需细胞。当导人的抗体素 抑制癌细胞的恶变,削弱它的增殖时, 抑制癌细胞的恶变,削弱它的增殖时,细胞本 身的混乱程度将会减小, 身的混乱程度将会减小,趋向于稳定的低熵状 这就相当于给体系内部输送了负熵, 态。这就相当于给体系内部输送了负熵,使体 系趋于有序状态。 系趋于有序状态。

熵原理在个人成长中的应用

熵原理在个人成长中的应用

熵原理在个人成长中的应用熵原理的基本概念•熵是一个在物理、化学和信息学领域中常用的概念。

•在热力学中,熵是系统无序程度的度量。

•在信息学中,熵是信息的缺乏程度或者混乱程度的度量。

•熵原理表明,自然界中的系统总是趋向于无序和混乱。

熵原理在个人成长中的意义个人的成长过程也可以用熵原理来理解和解释。

以下是熵原理在个人成长中的应用:1.舒适区的问题:熵原理告诉我们,能量会自发地流向更加无序和混乱的状态。

同样地,个人在舒适区内很容易陷入惰性状态,无法实现个人的成长和发展。

为了个人的成长,我们需要跳出舒适区,面对新的挑战和机遇。

2.学习的重要性:根据熵原理,系统总是趋向于无序和混乱。

同样地,个人如果停止学习和提升,就会逐渐失去竞争力,无法适应社会的不断变化。

因此,学习是个人成长的关键。

不断学习和充实自己的知识储备,可以提高个人的竞争力和适应能力。

3.积极面对挫折:熵原理告诉我们,系统总是趋向于无序和混乱。

在个人成长过程中,遇到挫折和困难是不可避免的。

但是,正是这些挫折和困难使个人变得更加坚强和成熟。

面对挫折时,积极应对,寻找解决问题的方法,可以帮助个人克服困难,继续向前。

4.设定目标和计划:为了个人成长,我们需要设定明确的目标和制定详细的计划。

熵原理告诉我们,系统总是趋向于无序和混乱。

如果我们没有明确的目标和计划,就像没有航向的船只,很容易迷失方向。

设定目标和制定计划可以帮助我们清晰地了解自己想要达到的状态,为个人成长提供指导。

5.持续改进和反馈:熵原理告诉我们,系统总是趋向于无序和混乱。

如果我们停下来不再努力,就会逐渐失去竞争力。

个人的成长是一个持续改进的过程。

我们需要不断地反思和总结经验教训,找到自身的不足之处,并采取措施进行改进。

总结熵原理在个人成长中的应用可以帮助我们更好地理解个人成长过程的本质。

通过跳出舒适区,不断学习,积极面对挫折,设定目标和计划,以及持续改进和反馈,我们可以实现个人的不断成长和发展。

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【关于生命系统熵势函数的建立及应用】生命是熵减
摘要:依据非平衡非线性系统理论的广义势函数,建立了可描述生命系统的熵势及其表达式,作为应用,分析了生命系统的相变和生命机体内部的熵力。

关键词:生命系统;熵势;非平衡相变;熵力
:Q111;0415.3
:A
:1007-7847(xx)01-0016-05
自然界的实际系统千差万别,它们可以是物理系统、化学系统、生物系统等,它们在平衡态和近平衡态已归入一个广泛的统计热力学的理论体系.这个理论的普遍性的一个重要原因是存在着广泛定义的势函数,如平衡系统的熵、自由能或线性非平衡系统的熵产生、超熵等等,生命系统是个远离平衡的非线性系统,非平衡理论告诉我们,远离平衡的非线性系统中存在一个广义势函数.这个势函数是个Lyapunov函数,满足Lvapunov稳定性准则,因此生命系统是个相对稳定的系统,本文依据非平衡系统理论的广义势函数,建立了可以描
述生命演化的势函数――熵势,经过对生命系统的分析,发现有一个尖拐型突变函数正好对应于熵势,并把它作为生命系统的特性函数加以应用,即用熵势来研究生命系统的相变特点和生命机体内部的作用力,得出了有意义的结论,为从整体上认识生命系统提供一种较科学的方法。

1 生命系统的特性函数――熵势
生命系统是远离平衡的非线性系统,其熵势可以通过非平衡系
统理论的广义势函数建立起来,非平衡系统既可用确定性演化方程描述也可用随机性演化方程描述,下面首先从随机层次建立广义势函数,再推广到生命系统的熵势,并根据生命系统的特点寻找能描述生命进化的熵势表达式。

1.1 非平衡系统的广义势函数
非线性科学和统计物理的研究告诉我们,一个小的随机力不仅仅对原有的确定性方程的结果产生微小的变化,它还能出乎意料的产生重要得多的影响,在一定的非线性条件下它能对系统演化起决定性作用,甚至 __改变宏观系统的命运,另一方面,这种无规的随机干扰并不总是对宏观秩序其消极破坏作用,在一定条件下它的相干运动可能在建立系统的“序”上起到十分积极的创造性作用。

描述远离平衡的非线性复杂系统的这种随机性常用含多变量的郎之万方程(LE),即
(6)中的首项不仅在弱噪声情况下确定了FPE的定态性质,而且支配相应的确定性系统的Lyapunov性质,称其为非平衡系统的广义势函数,
1.2 生命系统熵势的建立
爱因斯坦关系为:
如果(2)式从统计的角度描述一个非平衡系统的演化过程,那么相应的热力学方程为
满足后,这种演化过程才停止,可见这一规律正好符合生命的演化,当生命机体的熵势取最小值时,机体处于宏观上的稳定状态,这时机体的各项功能正常发挥,从热力学和统计学的角度证明熵势可以描述生命的演化。

作为宏观系统的Lyapunov函数,在非平衡态中所起的作用与熵在平衡态中所起的作用完全相同,进一步研究证明,和平衡态势函数密切联系,如果连续的改变某些控制参数,使系统从非平衡态过渡到近平衡和平衡态,那么势函数就回到我们熟知的势函数如超熵、熵等。

1.3 生命系统的熵势表达式
下面根据生命系统的演化特点给出生命系统的熵势函数并分析其生物学意义,为简单起见只讨论一维情形(可以推广至多维)。

从(12)式可以看出熵势与概率密度之间存在一个相互制约的关系,就是熵势越小的状态对应的概率密度最大,那么是否存在一个具体的表达式来表征这种关系呢?
我们知道对于任意一个系统,它处于稳定状态或势最小的可能性最大,否则它将失去存在演化的意义,而又由于随机涨落力的存在,其稳定态可能受到放大了的涨落力的影响而失去原来的稳定性,到达另一个稳态.但不管怎么演化,其最终将处于势的最小处,对应于状态出现概率最大的位置,所以根据生命系统的特点及其演化过程,在一个生命机体的一生中处于健康稳定状态(可用一些指标参数来描述)的时间最长,概率最大,那么此时它的熵势也应该最小,但是在生命系统的演化过程中也在出现偶尔的突变现象,由于一些随机涨落力的影响,熵势可能出现两个或两个以上的极值,这时系统将面临选择,哪个稳态更有益于生存,它将选择那个稳态,这就是生命进化.基于这样的定性分析,下面的势函数正好能反映生命进化这一现象,于是我们可以把它作为生命系统的熵势来做具体分析
其中x为描述机体健康状态的变量,α为控制变量,β为一常系数。

那么根据(12)式熵势曲线和相应的概率密度曲线可以绘制如下(实线为熵势曲线,虚线为概率密度曲线)
a)图对应于α>0,β>0,此时平衡位置(x=0)是稳定的,概率曲线表明,在这一点机体所处的状态概率最大,健康状况良好,随着偏离平衡位置距离的增加,概率减小,表现为机体的免疫力下降,处于病疾状态,这时就应想办法治疗使机体向稳态转化。

b)图对应于α0,此时原来的平衡位置(x=0)失稳,变成不稳定平衡点,代之出现的是两个新的稳定的平衡点,相应的,处将成为机体非正常状态,它出现的机率也将减小,而在两个新的稳定态出现的机率增大,如果没有随机力,机体处于两个势谷的机率相等,但由于随机涨落力的存在,将促使机体向更加利于生存的状态推进,可以说
这是旧结构让位于新结构,如果一种稳态代表一种有序结构,那么稳态的改变,加之随机力的作用,势必导致机体越来越有序。

这里的状态变量可以是任何能反映生命机体演化的变量,如DNA 的数量、机体的某种蛋白质含量、脑细胞的发育程度、机体内部某种激素的含量等等中的一种,如果是其中的两种,那么方程将是二维的,其熵势和概率密度将是个极限环,即曲线绕纵轴旋转180度,同样可推广到多维情况。

可见,这个势函数虽然是一般尖拐型突变势函数,但它的演化特点正好符合于生命系统,而且具有很重要的生物学意义,系统演化的结果就使系统稳定在某一特定状态或结构上,即新物种一旦形成,就会通过遗传作用使他的已有特性、状态结构稳固下来,不会轻易改变,以保持物种的相对稳定性,不然系统就会不断从一种状态或结构跃变到另一种状态或结构,是新物种的长期存在变得不可能.因此势谷的平缓与涨落的放大以及势谷的加深与涨落的缩小,对于系统的演化或新结构、新物种的形成与发展有十分重要的作用.这两个过程的相互交替、相辅相成使得生物界的演化、进化成为可能,可见熵势越小,系统就越稳定,系统的总熵就越小,系统的自组织能力就越强.例如人类,由于智能的发展,无时无刻不在与外界进行物质与能量的交换,最大限度地吸收负熵,从而使自身体内尽可能的保持熵最小、自
组织能力最强本文为全文原貌未安装PDF浏览器用户请先下载安装原版全文的状态,避免疾病,向着健康的方向发展。

2 特性函数――熵势的应用
2.1生命系统的非平衡相变分析
非平衡相变是在远离平衡的系统中出现的某种物理量的突跳行为,大量事实证明,一系列的突变过程联系着系统的进化、序的产生、功能的形成等自组织现象,这类现象在物理、化学、生物等各个领域都有重要意义,如生物结构中的DNA、细胞、组织的交替、器官的转变等都是非连续的变化,它们是从一种状态向另一种状态的转变,生命系统是一个远离平衡的复杂开放系统,非平衡相变理论可以刻划生命系统的个体发育和系统演化过程,它可能为生物进化提供新的解释和描述手段。

势函数有决定系统演化性质的作用,是个特性函数,它的不同形式也将决定系统有不同的相变特点。

生命系统的势函数(熵势)取
宏观上能实现的态(相)就是出现机率最大的态(相),也就是势函数取极小值的态,则根据极值原理
可见,当时曲线趋于平坦,出现I临界慢化现象.这时如果没有涨落力的存在系统将处于平衡态,但恰恰相反,涨落力不仅存在而且还被放大,随着控制参数的变化,这个力不断促使系统离开原来的平衡态,在其它位置出现的几率增大,可见随机力在生命发育和进化过程中起着特殊的决定性作用。

2.2 生命机体内部的作用力分析
由(13)可知由势函数可以推导出系统的回复力(决定力),生命机体内部的非线性作用力表现为机体各部分结构之间的结构力,为与熵势对应这里将它定义为熵力,主要作用表现为系统自身对抗熵的增加,即
即处于稳定态时,生命系统的熵力最小(为零),系统的熵也最小,系统不需要对抗熵的增加,当系统一旦受到较大的干扰,熵就会增加,就可能离开稳态,熵力就会发挥其作用使系统得以恢复,可见,熵力是生命系统进化过程中的结构、状态保持相对稳定性的原动力。

3 小结
生命系统是个真正的自组织系统,与其它系统最本质的区别在于它的高度有序性,生命的存在是个不断进化的过程,一个生命机体
在进化的同时,也维持了结构和状态的相对稳定性,通过对熵势的研究,我们对生命的高度有序现象有了更进一步的认识,主要有以下两个重要结论。

1)熵势反映生命的发育和进化,在这个势的作用下生命越来越有序。

2)熵力是生命系统维持相对稳定性的原动力。

需要说明的是本文只提供了一种方法,且对熵力在生命体内的具体作用过程需要进一步的分析,鉴于生命系统的复杂性,对以上问题的研究目前还有点挑战性,需要生物数学、生物物理和生物化学的相互结合,希望通过本文的分析,能起到一个抛砖引玉的作用。

注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。

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