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耗散結構理論研究方法主要是哪些

發布時間:2023-05-03 21:14:51

① 誰知道耗散結構理論

耗散結構理論是關於非平衡系統的自組織理論。
耗散結構理論主要研究一個系統從無序向有序轉化的機理、條件和規律,討論自組織過程的一般規律。
一個開放系統在到達遠埋伍離平衡態的非線性區時,一旦系統的整個參量的變化達到一定閾值,通過漲落,系彎彎或統可能發生突變,即非平衡相變,由原來的無序混亂狀態轉變為一種時間、空間或功能上有序的新的狀態。這種有序狀態需要不斷地與外界交換物質和能量才能維持,並保持一定的穩定性,不因外界的微小擾動而消失,這種在遠離平衡的非線性區形成的新的穩定的有序結構就是普利高津稱為的耗散結構。一座城市、一個生命體、一個企業、家庭等都是鬧蘆耗散結構。

② 耗散理論的介紹

耗散理論,即耗散結構理論,是研究遠離平衡態的開放系統從無序到有序的演化規律的一種理論。 耗散結構是指處在遠離平衡態的復雜系統在外界能量流或物質流的維持下,通過自組織形成的一種新的有序結構。「耗散」一詞起源簡乎於拉丁文,原意為消散,在這里強調與外界有能量和物質攔檔悉交流這一特蠢塌性。

③ 耗散結構理論簡述

比利時物理化學家伊里亞·普里高津(Ilya Prigogine)教授於20世紀60年代末創立了耗散結構(Dissipative Structure)理論。由於對非平衡熱力學尤其是建立耗散結構理論方面的貢獻,他榮獲了1977年諾貝爾獎。耗散結構理論於1969年由普里高津在一次「理論物理學和生物學」的國際會議上正式提出。1971 年,普里高津等人寫成著作《結構、穩定和漲落的熱力學理論》,比較詳細地闡明了耗散結構的熱力學理論。1971~1977年耗散結構理論的研究有了進一步的發展,包括用非線性數學對分岔的討論,從隨機過程的角度說明漲落和耗散結構的聯系。1977年普里高津等人所著《非平衡系統中的自組織》一書就是這些成果的總結。之後,耗散結構理論研究又有了新的發展,主要是用非平衡統計方法,考察耗散結構形成的過程和機制,討論非線性系統的特性和規律,以及耗散結構理論在社會經濟系統等方面的應用。這一理論極大地開闊了人類的視野,極大地豐富了人類的科學和哲學思想,提供了新的科學研究途徑和方法,從而成為進一步認識和改造世界的指南和動力。

何謂耗散結構?可從4個方面來理解:①它是一種自然現象,廣泛存在於自然界和人類社會中,如物理學中的激光、化學中的自催化反應以及人體、生物、城市、社會等等;②它是一種穩定的時空有序結構,由原來的無序結構,靠外界不斷供應能量或物質,通過量變引起質的突變而形成;③它是相對於平衡結構而言的,平衡結構是指系統在平衡狀態下的穩定有序結構,是一種靜結構,具有可逆性,耗散結構是指系統在耗散狀態下的穩定有序結構,是一種動結構,具有不可逆性;④它出現在開放系統的遠離平衡態。一個開放系統具有熱力學平衡態、近平衡態、遠離平衡態三種存在方式。

耗散結構理論主要研究遠離平衡的開放系統,不論它是力學的、物理化學的、生物學的還是軟科學的系統,只要該系統之環境不斷與其交換物質或能量(實質上是交換負熵)並且達到一定程度(超過某一臨界點),那麼原來較為混亂無序的狀態會在幾乎同一時間內突變地過渡到有組織的狀態。這是一種在時間上、空間上或功能上都是有序的狀態,由於這種序結構均以消耗來自環境的「負熵」為其主要特徵,因而統稱為「耗散結構」。雖然在不同領域定義了不同的熵,因而耗散結構具備岩陸了不同的形式或不同的物質外殼,但這類結構在形成、演變以及失穩等方面有許多共同規律,而研究這些耗散結構的一般規律的科學即構成了新的橫向學科——耗散結構理論。

耗散結構理論用以研究系統在遠離平衡的條件下,由於其內部的非線性相互作用,發生從無序熱力學分支向耗散結構分支轉化,形成一種穩定的有序結構。該理論強調當一個系統接近平衡時原有的結構就會趨於消亡,只有當系統遠離平衡襲枯時才能產生新的有序結構。一個遠離平衡的拍棗洞開放物理化學系統(力學的、物理的、化學的、生物的等)具有發生自組織過程的能力。這樣的一種系統通過不斷地與外界交換物質和能量,就有可能從原有的混亂無序狀態,轉變成為一種在時間上、空間上或功能上的有序狀態。耗散結構定義為:在遠離平衡的條件下,當外界條件達到某一閾值時,量變可能引起質變,系統通過不斷地與外界交換能量和物質,會自動出現一種自組織現象,組成系統的各子系統會產生一種互相協調的作用,藉助於外界的能流和物質流而維持一種空間或時間的有序結構。這種結構是由於進行不可逆過程時系統發生能量耗散所致,地質地球化學過程,如構造活動、岩漿侵入、成礦作用或礦化富集等,均為不可逆過程,耗散結構可給予這些過程新的分析理論和研究方法

從大量客觀事實看,在自然界、科學實驗與社會經濟現象中,可以區分出兩類穩定化的宏觀有序系統結構,即平衡狀態下穩定化的有序結構(平衡結構)和耗散狀態下穩定化的有序結構(耗散結構)。平衡結構的平衡是從熱力學角度講的,如在與外界沒有物質交換的條件下,宏觀系統的各部分在長時間內不發生任何變化,例如晶體和液體這樣一種穩定化的有序結構,是較典型的平衡態下的穩定化結構。耗散結構是指當系統處於非平衡狀態時,通過與外界進行能量和物質交換而形成且維持的一種穩定化的宏觀系統結構,即在非平衡態下宏觀系統的自組織現象,例如地質現象中偉晶岩的分帶;礦床、元素分帶;化學反應(化學振盪)中的有序結構;生物呈現的有序性以及社會現象中的有序性等,都可視為非平衡狀態下耗散結構的例子。總之,平衡結構是「死」的、靜態的有序結構,而耗散結構是「活」的、動態的有序結構。

什麼是耗散結構理論

耗散結構理論是研究耗散結構的性質及其形成、穩定和演變規律的科學。

耗散結構理論以開放系統為研究對象,著重闡明開放系統如何從無序走向有序的過程。

耗散結構的概念是相對於平衡結構的概念提出來的,意思是指一個遠離平衡狀態的開放系統,在外部條件發生變化達到一定的閾值時,量變可能引發質變。

可以把一個食堂比喻成一個耗散結構,每天進購食品及物料,同時輸出食物及垃圾,它才有存在的必要,它要保持有序干凈的狀態,否則就容易出現混亂。

也可以把一個人的成長比喻為一個耗散結構,每天除了輸入食物以外,還需要輸入各種學習等技能方面的提升,一個人保持身心健康的有序狀態,就不會出現混亂,反之,就會出現壓抑或焦慮等混亂狀態。

每個人的一生,在生活或工作的過程中,都會面臨發展的瓶頸,及遇到無數的困難,如果只是讓自己處在封閉狀態,生活將苦不堪言,這種苦更多的是指心理上的困惑。

只有當一個人處在開放的狀態,對外界的事物保持好奇心,不斷的通過學習新觀念及新事物提高自己的認知水平。

才能從無序到有序的一個過程,也可以理解為一個人改變的過芹散程。

人天生就對未知的事物感到恐懼,從事物的一體兩面來理解。

組織中樂觀看待問題的人。

優點:有激情有活力,敢拿首返於探索未知的領域,努力挑戰自己的極限能力,辦事速度快,效率很高,典消飢型的行動派。

缺點:有時候過於沖動、冒進,對事物考慮不周全。

適合工作:市場營銷、公共關系、辦公室等崗位。

組織中悲觀看待問題的人。

優點:辦事細心、小心謹慎

缺點:消極看待問題、害怕挑戰未知的事物,做事畏手畏腳、辦事猶豫不決,容易錯失發展機會。

適合工作:品控、財務、後勤等崗位。

其實,樂觀或悲觀的看待問題,不是絕對的正確,原因是每個人也有多面性,由於外界或時間的不同,也可能會存在偶爾樂觀,偶爾悲觀的看待問題。

所以這樣的分析,只有在封閉的情況下分析才合理,也就是人在不願意改變自己或不知道自己需要改變的情況下,才具有客觀性。

很多時候人喜歡站在感性上做決策,而不是在理性上做決策,所以經常是帶著情緒上做判斷,這也就是從一個有序向無序發展的狀態。

慶幸的是我們每一個人都是願意改變的,不容易改變是因為認識不足造成。

所以我們需要給自己設定目標,通過不斷出圈,突破自己的認知邊界,才能過上自己想要過上的生活。

思考:

為了你想要的生活,你為自己設定的3年目標是什麼?

⑤ 轉:耗散結構理論

耗散結構理論可概括為:一個遠離平衡態的非線性的開放系統(不管是物理的、化學的、生物的乃至社會的、經濟的系統)通過不斷地與外界交換物質和能量,在系統內部某個參量的變化達到一定的閾值時,通過漲落,系統可能發生突變即非平衡相變,由原來的混沌無序狀態轉變為一種在時間上、空間上或功能上的有序狀態。這種在遠離平衡的非線性區形成的新的穩定的宏觀有序結構,由於需要不斷與外界交換物質或能量才能維持,因此稱之為「耗散結構」(dissipative structure)。可見,要理解耗散結構理論,關鍵是弄清楚如下幾個概念:遠離平衡態、非線性、開放系統、漲落、突變。

我們首先從幾個例子看一下究竟什麼是耗散結構。天空中的雲通常是不規則分布的,但有時藍天和白雲會形成藍白相間的條紋,叫做天街,這是一種雲的空間結構。容器裝有液體,上下底分別同不同溫度的熱源接觸,下底溫度較上底高,當兩板間溫差超過一定閾值時,液體內部就會形成因對流而產生的六角形花紋,這就是著名的貝納德效應,它是流體的一種空間結構。在貝洛索夫—一薩波金斯基反應中,當用適當的催化劑和指示劑作丙二酸的溴酸氧化反應時,反應介質的顏色會在紅色和藍色磨腔之間作周期性變換,這類現象一般稱為化學振盪或化學鍾,是一種時間結構。在某些條件下這類反應的反應介質還可以出現許多漂亮的花紋·,此即薩波金斯基花紋,它展示的是一種空間結構。在另外一些條件下,薩波金斯基花紋會成同心圓或螺旋狀向外擴散,象波一樣在介質中傳播,這就是所謂化學波,這是一種時間一一空間結構。諸如此類的例子很多,它們都屬於耗散結構的范疇。為了從各不相同的耗散結構實例中找出其本質的特徵和規律,普里戈津學派研究了非平衡熱力學,繼承和發展了前人關於物理學中相變的理論,運用了當代非線性微分方程以及隨機過程的數學知識,揭示出耗散結構有如下幾方面的基本特點。

首先,產生耗散結構的系統都包含有大量的系統基元甚至多層次的組分。貝納德效應中的液體包含大量分子磨瞎。天空中的雲包含有由水分子組成的水蒸氣、液滴,水晶和空氣,因而是含有多組分多層次的系統。至於貝洛索夫——薩波金斯基反應,其中不僅含有大量分子原子和離子,並且有許多化學成分。不僅如此,在產生耗散結構的系統中,基元間以及不同的組分和層次間還通常存在著錯綜復雜的相互作用,其中尤為重要的是正反饋機制和非線性作用。正瞎游空反饋可以看作自我復制自我放大的機制,是「序」產生的重要因素,而非線性可以使系統在熱力學分支失穩的基礎上重新穩定到耗散結構分支上。

第二,產生耗散結構的系統必須是開放系統,必定同外界進行著物質與能量的交換。天街中的雲一定會和周圍的大氣和雲進行物質交並和外界進行能量交換。如欲維持貝洛索夫一薩波金斯基反應中的時間、空間,時間——空間結構,則需不斷地向進行反應的容器中注入所需的化學物質,這正是系統與外界的物質交換。耗散結構之所以依賴於系統開放是因為根據熱力學第二定律,一個孤立系統的熵要隨時間增大直至極大值,此時對應最無序的平衡態,也就是說孤立系統絕對不會出現耗散結構。而開放系統可以使系統從外界引入足夠強的負熵流來抵消系統本身的熵產生而使系統總熵減少或不變,從而使系統進入或維持相對有序的狀態。

第三,產生耗散結構的系統必須處於遠離平衡的狀態。為了簡單說朋問題,先舉一個有關平衡狀態的例子。假定暖水瓶是完全隔熱的,里邊放入溫水,蓋上瓶塞,其中的水不再受外界任何影響,最後水就進入一種各處溫度均勻,沒有宏觀流動和翻滾且不再隨時間改變的狀態,叫平衡態,相應的結構稱為平衡結構。根據熱力學理論,在這種狀態下是不可能出現任何耗散結構的。如果把瓶塞打開,用細棒攪拌瓶中的水,這時系統內發生翻滾流動,脫離平衡態。但若重新蓋上瓶塞,經過足夠長時間,系統又將不可避免的馳豫到新的平衡態,仍不會有耗散結構。這表明系統雖走出了平衡態,但離開平衡態不夠「遠」。要想使系統產生耗散結構,就必須通過外界的物質流和能量流驅動系統使它遠離平衡至一定程度,至少使其越過非平衡的線性區,即進入非線性區。最明顯的例子是貝納德效應,若上下溫差很小,不會出現六角形花紋,表明系統離開平衡態不夠遠。待溫差達到一定程度,即離開平衡態足夠遠,才發生貝納德對流。這里強調指出,耗散結構與平衡結構有本質的區別。平衡結構是一種「死」的結構,它的存在和維持不依賴於外界、而耗散結構是個「活」的結構,它只有在非平衡條件下依賴於外界才能形成和維持。由於它內部不斷產生熵,就要不斷地從外界引入負熵流,不斷進行「新陳代謝」過程,一旦這種「代謝」條件被破壞,這個結構就會「窒息而死」。所有自然界的生命現象都必須用第二種結構來解釋。

第四,耗散結構總是通過某種突變過程出現的,某種臨界值的存在是伴隨耗散結構現象的一大特徵,如貝納德對流,激光,化學振盪均是系統控制參量越過一定閾值時突然出現

的。

最後,耗散結構的出現是由於遠離平衡的系統內部漲落被放大而誘發的。什麼是漲落呢?舉個例子,密閉容器內的氣體,如果不受周圍環境的影響或干擾,就會像前面所說的那樣達到平衡態,不難想像,這時容器內各處氣體的密度是均勻的。然而由於大量氣體分子作無規則熱運動而且相互碰撞,可能某瞬時容器內某處的密度略微偏大,另一瞬時又略微偏小,即密度在其平均值上下波動。這種現象就叫漲落。如果僅限於討論處於平衡態氣體內部的漲落,意義並不十分大。雖然無規則運動和碰撞的存在將不時產生相對於平衡的偏差。但由於同樣的原因這種偏差又不斷地平息下去,從而平衡得以維持。在遠離平衡,意義就完全不同了,微小的漲落就能不斷被放大使系統離開熱力學分支而進入新的更有序的耗散結構分支。漲落之所以能發揮這么大的作用是因為熱力學分支的失穩已為這一切准備好了必要的條件,漲落對系統演變所起的是一種觸發作用。

綜述以上各點概括起來說,所謂耗散結構就是包含多基元多組分多層次的開放系統處於遠離平衡態時在漲落的觸發下從無序突變為有序而形成的一種時間,空間或時間——空間結構。耗散結構理論的提出對當代哲學思想產生了深遠的影響,該理論引起了哲學家們的廣泛注意。在耗散結構理論創立前,世界被一分為二:其一是物理世界,這個世界是簡單的、被動的、僵死的,不變的可逆的和決定論的量的世界;另一個世界是生物界和人類社會,這個世界是復雜的、主動的、活躍的、進化的,不可逆和非決定論的質的世界。物理世界和生命世界之間存在著巨大的差異和不可逾越的鴻溝,它們是完全分離的,從而伴隨而來的是兩種科學,兩種文化的對立。而耗散結構理論則在把兩者重新統一起來的過程中起著重要的作用。耗散結構理論極大地豐富了哲學思想,在可逆與不可逆,對稱與非對稱,平衡與非平衡,有序與無序、穩定與不穩定,簡單與復雜,局部與整體,決定論和非決定論等諸多哲學范疇都有其獨特的貢獻。耗散結構理論可以應用於研究許多實際現象。上面所談的「天街、貝納德效應以及貝洛索夫——薩波金斯基反應分別屬於物理和化學范疇,值得提到的是在生命現象中也包含有多層次多組分,例如從種群、個體、器官、組織、細胞以及於生物分子,各層次間以及同一層次的各種組分間存在著更為復雜的相互作用。生命系統需要新陳代謝,因而必定是開放系統。再者生命系統必然是遠離平衡的。因此生命系統成為耗散結構理論應用的對象是十分自然的。這方面目前取得較多進展的有動物體內釋放能量的生化反應糖酵解的時間振盪,還有關於腫瘤免疫監視的問題以及一些生態學中的問題。

從廣義講,人類社會也是遠離平衡的開放系統。因此,像都市的形成發展,城鎮交通,航海捕魚,教育經濟問題等社會經濟問題也可作為耗散結構理論應用的領域。耗散結構理論自提出以來,一直在理論和實際應用兩個方面同時拓展,今後的發展也可望順著這個路子往下走。因為並非一切遠離平衡的復雜性開放系統的行為都可以歸納為耗散結構,所以,作為更高層次的一般研究復雜系統的系統科學的一個分支理論,面對紛繁復雜的實際世界,其未來充滿挑戰,也面對機會,可謂任重道遠。

小結

耗散結構理論,是系統理論發展的第二個階段。這個階段的理論主要是對系統作動態描述。即研究系統是如何維持存在的。系統內部各子系統之間是如何相互作用的,這些研究為人類認識系統功能,並最終介入系統運動,控制系統為人類利益服務打下基礎。

《一個比喻:錢對人的作用》

為了更清楚地說明熵和有序行為之間的關系也許我們可以用一位打算省錢的先生可取的選擇作比喻。如果他是一文不名,那麼他在消費上的改變,相當於平衡態時,熵的變化:是零。也就是說,對於一個完全沒錢的人,也不存在對錢的支配的問題。這樣根本不存在與錢有關的任何問題。這就叫做「平衡」。實際上是一種無生命的狀態。然而真實的世界不是處於平衡態。所以我們這位希望省錢的先生,其實有少量的錢。在這種情況下,他能做的是,除必須花費一些飲食上以外,他要把他的開銷降低到能使他活下來的最低水平。這時這位先生離開平衡態有了一段距離。因為他有了一點線,因此,也就有了一些較低水平的少量的活動。這里,這位先生,有生命活動,但不多,因為錢少。距離平衡點的距離太近。現在讓我們來看遠離平衡時會發生什麼情況。即,如果這位先生有許多錢,那麼他除了可以盡量吃好外,要買一所房子,房子要裝修,要娶老婆,維持一個家。要把一部分錢存在銀行里,更重要的是,要合乎一部分錢辦一個實業,以便資本升值,不至於坐吃山空。等到實業辦好了,又想到通過實業使資本升值周期太慢,最快的方法是投資金融業,以錢變錢。如此這般,這里這位先生不僅每天要跑工廠,跑銀行,跑交易所,還要乘飛機到處跑。以便節省時間。手裡合乎著手機,不停地與名方面通話,這叫做信息,甚至夜裡也不能安眠——這就是說,當他有很多錢,遠離了平衡態時,他就表現出充分的生命力,可以干許多事情。反過來,也可以說,正是這些錢使這位先生遠離了平衡態。

自組織與耗散

自組織現象是指自然界中自發形成的宏觀有序現象。在自然界中這種現象是大量存在的,理論研究較多的典型實例如:貝納德(Bénard)流體的對流花紋,貝洛索夫-扎鮑廷斯基(Belousov-Zhabotinsky)化學振盪花紋與化學波,激光器中的自激振盪等。自組織理論除耗散結構理論外,還包括協同學、超循環理論等,它們力圖溝通物理學與生物學甚至社會科學,對時間本質問題等的研究有突破性進展,在相當程度上說明了生物及社會領域的有序現象。耗散結構是自組織現象中的重要部分,它是在開放的遠離平衡條件下,在與外界交換物質和能量的過程中,通過能量耗散和內部非線性動力學機制的作用,經過突變而形成並持久穩定的宏觀有序結構。

附一些常見概念:

1系統的分類:

a孤立系統:與環境既沒有物質交換也沒有能量交換

b封閉系統:與環境有能量交換,但沒有物質交換

c開放系統:與環境既有能量交換,也有物質交換

因為自然界中,真正的孤立系統實際上是不存在的,所以在實際工作中,人們常將孤立系統與封閉系統兩個概念混用。

2熱力學第二定律:任何孤立系統都會因為熱量的散失,而與環境達到熱平衡而失去做功能的能力。物理學將散失的熱量稱為「熵」,這樣,熱力學第二定律又可表述為:一個孤立系統最終都將達到一個最大熵的熱平衡狀態。(宇宙熱死)

3研究發現對於復雜系統物質來講,雖然也存在熱的散失,但系統並未走向與環境達到熱平衡的狀態,相反,復雜系統可以處在遠離熱平衡的狀態不變。

4研究發現:之所以出現上述現象,是因為復雜系統是一個「開放系統」。它除了向環境排出物質及耗散能量之外,還能不斷地從外環境得到物質和能量的補充。

5負熵:物理學將從環境得到的物質和能量稱為「負熵」。因此,物理學給生命下的定義是:生命以負熵為生。

6這樣得出耗散結構理論的第一條內容:

開放系統:系統要想保持自身的結構和功能狀態,必須是一個開放系統,必須不斷從環境獲取物質和能量的補充。

7以第一條內容為基礎,得出第二條內容:

遠離平衡態:復雜系統的結構和功能只有在遠離平衡態時才能維持。當系統接近平衡態時,功能狀態逐漸降低,達到平衡態時系統徹底死亡。

8耗散結構理論的第三條內容:

耗散結構中有正反饋存在。耗散結構的系統,要想維持自身結構和功能的存在,必須允許系統內子系統之間有正反饋相互作用存在。正是這些正反饋的存在,才引起系統內各種非線性的相互作用,並通過漲落形成穩定的結構。

9耗散結構為系統發生質變、飛躍,即一系統向另一系統轉化,新系統、新結構的產生打下基礎:子系統不斷接收外來的物質和能量後,不斷加強的正反饋運動,最終會突破系統調節中樞的負反饋控制,這時,這些子系統會在新的條件下達到新的平衡,這時原系統也就轉化成新的系統,新結構也就誕生了。

⑥ 耗散結構的理論內容

耗散結派段構理論指出,系統從無序狀態過渡到這種耗散結構有幾個必要條件,一是系統必須是開放的,即系統必須與外界進行物質、能量的交換;二是系統必須是遠離平衡狀態的,系統中物質、能量流和熱力學力的關系是非線性的;三是系統內部不同元素之間存在著非線性相互作用,並且需要不斷輸入能量來維持。
在平衡態和近平衡態,漲落是一種破壞穩定有序的干擾,但在遠離平衡態條件下,非線性作用使漲落放大而達到有序。偏離平衡態的開放系統通過漲落,在越過臨界點後「自組織」成耗散結構,耗散結構由突變而涌現,其狀態是穩定的。耗散結構理論指出,開放系統在遠離平衡狀態的情況下可以涌現出新的結構。地球上的生命體都是遠離平衡狀態的不平衡的開放系統,它們通過與外界不斷地進行物質和能量交換,經自組織而形成一系列的有序結構。可以認塵斗譽為這就是解釋生命過程的熱力學現象和生物的進化的熱力學理論基礎之一。在生物學,微生物細胞是典型的耗散結構。在物理學,典型的例子是貝納特流。廣義的耗散結構可以泛指一系列遠離平衡狀態的開放系統,它們可以是力學的、物理的、化學的、生物學的系統,也可以是社會的經濟系統。耗散結構理論的提出,對於自然科學以銷讓至社會科學,已經產生或將要產生積極的重大影響。耗散結構理論促使科學家特別是自然科學家開始探索各種復雜系統的基本規律,開始了研究復雜性系統的攀登。
遠離平衡態的開放系統,通過與外界交換物質和能量,可能在一定的條件下形成一種新的穩定的有序結構。
典型的例子是貝納特流。在一扁平容器內充有一薄層液體,液層的寬度遠大於其厚度,從液層底部均勻加熱,液層頂部溫度亦均勻,底部與頂部存在溫度差。當溫度差較小時,熱量以傳導方式通過液層,液層中不會產生任何結構。但當溫度差達到某一特定值時,液層中自動出現許多六角形小格子,液體從每個格子的中心湧起、從邊緣下沉,形成規則的對流。從上往下可以看到貝納特流形成的蜂窩狀貝納特花紋圖案。這種穩定的有序結構稱為耗散結構。類似的有序結構還出現在流體力學、化學反應以及激光等非線性現象中。

⑦ 按照耗散結構理論 怎樣使學生的認識從混沌到有序

按照耗散結構理論的觀點,系統從混沌到有序的過程是通過自組織和自適應的方式實現的。將這種理論應用於學生的認識過程中,可以通過以下幾點:

1、提供清晰的目標和指導:學生需要知道他們正在學習什麼以及為什麼學習。教師可慧岩以通過明確的目標和指導來幫助學生理解學習內容的結構和目的。

2、提供多樣化的學習體驗:學生需要有機會在不同的環境和情境下學習,以便他們能夠發現適應環境的最佳方式。這可能包括提供多樣化的學習材料、引導學生進行探究性學習和實踐性學習等。

3、生物學:耗散結構理論可以用來解釋生命體系中的自組織和自適應現象,例如生物群體中的群體行為、發育過程中的細胞分化和組織形成等岩碧春。

4、社會學:耗散結構理論可以用來研究社會系統中的非線性和復雜性,例如社會網路中的節點和鏈接、市場競爭中的市場結構和動態等。

5、經濟學:耗散結構理論可以用來研究經濟系統中的復雜性和不確定性,例如金融市場中的價格波動和系統崩潰、企業組織中的協調和管理等。

總之,耗散結構理論是一種普適的理論框架,可以應用於多粗耐個學科領域中的復雜和非平衡系統的研究。

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