文档介绍：第六讲
自然界物质系统演化的特征和规律
一、不可逆变化与物质系统的演化
1. 可逆变化与不可逆变化
可逆变化
是指这样一些变化,其过程可以反转,状态可以回归,或系统与环境可以同时复原。
不可逆变化
是指这样的变化,其过程不能反转,状态不能回归,系统与环境不可能同时复原。
2. 物质系统演化的时间箭头
不可逆变化称之为演化。物质系统的演化至少存在着以下四种不同的时间箭头。
1)热力学的时间箭头
是指这样一种时间方向,在这个方向上,物质系统的无序程度(即熵)表现为不断增加的趋势。
2)进化论的时间箭头
是指这样一种时间方向,在这个方向上,物质系统的有序程度(即负熵)表现为不断增加的趋势。
3)宇宙学的时间箭头
是指这样一种时间方向,在这个方向上,宇宙正在膨胀而不是收缩。
4)心理学的时间箭头
是指我们感觉到的时间流逝方向,在这个方向我们可以记忆过去而不是未来。
二、物质系统的进化与退化
(一)进化和退化的涵义及特点
1. 进化和退化的涵义
1)进化
是指物质系统从无序到有序,从低级有序到高级有序的演化趋势和过程,也就是物质系统负熵增加的过程。
有序:是指事物或系统要素之间的相互联系,以及这些联系在时空中的表现。
无序;指事物或要素之间无规则的排列、组合、运动或变化。
2)退化:指物质系统从有序到无序、从高级有序到低级有序的趋势和过程,也就是物质系统熵增加的过程。
2. 进化和退化的特点
1)自发性
指进化和退化是事物在一定的外部条件下按照内部的根据进行的自组织和自瓦解。
自组织和被组织:如果系统在获得空间、时间或功能的结构过程中,没有外界的特定干预,我们就说系统是自组织的;;反之,就是被组织的。
2)稳定性重建
指原来稳定的事物,经过失稳后进入和退化的过程,并建立起新的稳定状态。
3)离散性
指进化和退化主要不是在连续性中实现的,而是在连续性中断的过程中实现的。
(二)进化和退化的统一关系
1. 进化与退化互相包含
即进化的过程往往内在地包含着退化;以退化为主要的过程也往往内在地包含着进化。
2. 进化与退化共存同生
即进化与退化往往是一个过程的两个方面,常常彼此共存,同时发生。
3. 进化与退化相互交替
即进化过程在一定条件下会转入退化;退化过程在一定条件下也可以转入进化。
(三)系统进化的根据和一般条件
1. 内在根据
是系统内部各要素间的非线性相互作用(即相干性相互作用)
2. 进化的先决条件
是系统与环境之间不断进行物质、能量和信息的交换(即系统必须对外开放)。
对进化先决条件的熵变分析:
ds=dis+des
其中:ds 为系统熵的增量;
dis为系统内部的熵产生,按照力学第二定律,dis≥ 0;
des为环境熵流,可正可负。
3. 进化的触发因子是系统内部的涨落
1)涨落:
指刻划系统状态的瞬时量与宏观平均量的偏差。
2)系统对涨落的反应
第一种情况:当系统处于平衡态时,系统能收敛和平息涨落,从而使系统回复到原来的状态。
第二种情况:当系统处于近平衡态线性区时,随机涨落将会被抵消或衰减,涨落不会对系统产生根本性影响。
第三种情况:当系统处于远离平衡态非线性区时,系统对随机涨落异常敏感,以致一个小的涨落可以引起一个全新的变化。在