热力学中的自组织是个什么概念?

来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/30 15:00:34
热力学中的自组织是个什么概念?
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热力学中的自组织是个什么概念?
热力学中的自组织是个什么概念?

热力学中的自组织是个什么概念?
一般来说,组织是指系统内的有序结构或这种有序结构的形成过程.德国理论物理学家H.Haken认为,从组织的进化形式来看,可以把它分为两类：他组织和自组织.如果一个系统靠外部指令而形成组织,就是他组织；如果不存在外部指令,系统按照相互默契的某种规则,各尽其责而又协调地自动地形成有序结构,就是自组织.自组织现象无论在自然界还是在人类社会中都普遍存在.一个系统自组织功能愈强,其保持和产生新功能的能力也就愈强.例如,人类社会比动物界自组织能力强,人类社会比动物界的功能就高级多了.
自组织理论是20世纪60年代末期开始建立并发展起来的一种系统理论.它的研究对象主要是复杂自组织系统（生命系统、社会系统）的形成和发展机制问题,即在一定条件下,系统是如何自动地由无序走向有序,由低级有序走向高级有序的.它主要有三个部分组成：耗散结构理论（Dissipative Structure）、协同学（Synergertios）、 突变论（Calastrophe Theory）.
耗散结构理论主要研究系统与环境之间的物质与能量交换关系及其对自组织系统的影响等问题.建立在与环境发生物质.能量交换关系基础上的结构即为耗散结构,如城市、生命等.远离平衡态、系统的开放性、系统内不同要素间存在非线性机制是耗散结构出现的三个条件.远离平衡态,指系统内部各个区域的物质和能量分布是极不平衡的,差距很大.
协同学主要研究系统内部各要素之间的协同机制,认为系统各要素之间的协同是自组织过程的基础,系统内各序参量之间的竞争和协同作用使系统产生新结构的直接根源.涨落,是由于系统要素的独立运动或在局部产生的各种协同运动以及环境因素的随机干扰,系统的实际状态值总会偏离平均值,这种偏离波动大小的幅度就叫涨落.当系统处在由一种稳态向另一种稳态跃迁时,系统要素间的独立运动和协同运动进入均势阶段时,任一微小的涨落都会迅速被放大为波及整个系统的巨涨落,推动系统进入有序状态.
突变论则建立在稳定性理论的基础上,认为突变过程是由一种稳定态经过不稳定态向新的稳定态跃迁的过程,表现在数学上是标志着系统状态的各组参数及其函数值变化的过程.突变论认为,即使是同一过程,对应于同一控制因素临界值,突变仍会产生不同的结果,即可能达到若干不同的新稳态,每个状态都呈现出一定的概率.

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