登陆注册
10531400000022

第22章 1 远离平衡态的涵义和作用

6.1.1 系统的稳定态

所谓系统的状态是指系统的某种特性在某一时刻所处的情况;它由描述系统性质的一组变量表示,变量随时间的变化表示了系统状态随时间变化的情况。例如,对于热力学系统,可用温度、压强等宏观参量描述系统的状态;经济系统可用国内生产总值、财政收入等描述。自组织理论中的平衡概念与生态平衡、经济平衡等的“平衡”含义是不同的。在自组织理论中,平衡态是指孤立系统在相当长的时间以后形成的一种宏观静止状态,系统不随时间变化,与外界没有联系,整个系统呈现出均匀、单一的特点,是一种无序的状态(姜璐,时龙,1996)。非平衡则相反。由此,根据系统的这种内部特性差异,以及状态的距平衡态的动态特性,系统又可分为平衡态和非平衡态两种稳定态。普利高津(1998)指出,系统“距平衡态的距离就像平衡热力学中的温度,它成了描述自然的一个基本参量”。

平衡态时,系统各处可测的宏观物理性质均匀,内部没有宏观不可逆过程发生。此时,描述状态的宏观参量不再随时间变化,系统内部不存在宏观流动如热流、粒子流等。对于热力学系统,平衡态遵守热力学第一定律:

dE=dQ-pdV

即系统内能的增量等于系统所吸收的热量减去系统对外所做的功;遵守热力学第二定律:

dS/dt≥0

即系统的自发运动总是向着熵增加的方向;和波尔兹曼有序性原理:

即温度为 T的系统中内能为 Ei 的子系统的比率为 Pi(张本祥,孙博文,1997)。

非平衡态则相反。根据差异程度不同,又将非平衡态划分为近平衡态和远离平衡态两种。而且,对于不同的系统,例如不同的生物系统、城市系统、高新技术企业集群,系统自组织的近平衡态和远离平衡态的临界值是不同的,这体现了系统“生长发育”的个性化要求和特征。

近平衡态是指系统处于离平衡态不远的线性区,它遵守昂萨格(Onsager)倒易关系和最小熵产生原理。前者可表述为:Lij=Lj i,即只要和不可逆过程 i相应的流 Ji受到不可逆过程 j的力 Xj 的影响,那么,流 Jj 也会通过相等的系数 Lij受到力 Xj 的影响。后者意味着,当给定的边界条件阻止系统达到热力学平衡态(即零熵产生)时,系统就落入最小耗散(即最小熵产生)的态(张本祥,孙博文,1997)。

远离平衡态是相对于平衡态和近平衡态而言的。远离平衡态是指系统内可测的物理性质极不均匀的状态,这时其热力学行为与用最小熵产生原理所预言的行为相比,可能颇为不同,甚至完全相反。正如普利高津(1998)所言,远离平衡态系统不遵守对自由能或熵产生函数有效的最小熵产生原理,在某个临界距离系统进入分岔点,并在随机涨落的“选择”下突变产生新的时空有序的高级结构,即耗散结构。随着控制参量 λ的增大,推动系统愈加远离平衡态,导致系统从稳定态进入不稳定态,在临界值 λc产生分岔点。

6.1.2 平衡结构和非平衡结构

对应于平衡态和非平衡态,自然界在演化过程中形成的有序结构分为平衡结构和非平衡结构两种类型。

当大量分子(原子)构成的系统在一定温度、压力和外场下,分子积聚为一种稳定结构时,称其为物质的一个物相,简称相。系统由一种相到另一种相的转变,称为相变。常见的有物质固液气三态的转变。由于在这些相变过程前后系统的状态都是处于平衡态的,因此称这类相变为平衡相变。平衡相变使系统的内部结构和物理性质突变,如从分子做无规则运动的气态相转变为按一定规则排列的固态相,是从没有一定结构的无序态到具有一定结构的有序态的转变。伴随结构的变化,物理性质也有相应的变化。如铁磁物质处于铁磁态时有吸铁性,变为顺磁态就失去吸铁性。这类相变生成的有序结构称为平衡结构。一方面,平衡结构形成须在一定的外界环境条件下进行,不满足一定的条件不会发生平衡相变,如特定温度条件下才能发生固液相变。另一方面,一旦相变发生和有序结构形成,则不再需要系统与环境之间的物质、能量交换。系统的平衡结构可以独立于环境而长时间地保持下来。这种平衡结构是在分子水平上定义的有序结构,靠分子间相互作用来维持,对时间变换保持不变性,不可能自我发展和演化,是一种静态的、“僵死”结构。

但是,自然界演化过程中形成的有序结构并非都是平衡结构,还广泛存在着具有不同特点的另外一类有序结构,即非平衡有序结构。生物机体、城市系统、经济系统都是典型的例子。这种系统结构总是处在一种非平衡定态,其形成和演化全过程都必须不断与环境进行物质、能量、信息的交换,系统与环境高度相关。如果把系统从环境中孤立起来,则其结构立刻就会瓦解,功能随着消失。并且这种有序结构往往作为一种过程而展开,通常表现为一种空间有序、时间有序或功能有序的“活”的结构,时间具有单向性、不对称性和不可逆性的特点。协同学、耗散结构理论对这种非平衡有序结构和非平衡相变的机制和条件进行了研究。

6.1.3 高新技术企业集群与非平衡经济系统

从以上讨论可知,开放系统有三种稳定存在的方式,一是平衡态,二是平衡态附近的非平衡定态,三是远离平衡态的非平衡定态。开放系统的这三种状态都与系统的稳定性有关(包括原有稳定、经过非稳定回复到原有稳定或形成新的稳定)。系统处在平衡态时能够自动稳定;系统处在近平衡定态时,仍然是渐近稳定的状态,当系统受到外界扰动和内部涨落的影响而偏离定态后,随着时间的推移仍将回到原有的稳定状态。这就是说,当系统处于平衡和近平衡时,都能自动回到或处于原有的稳定状态,不可能产生新的有序结构和新的自组织能力。但是,当系统通过外界推动和内部作用逐渐远离平衡态的时候,系统随时间变化可以出现稳定、不稳定和临界稳定三种状况。普利高津(1998)指出“在不稳定可能存在的情形,我们必须确定一个阈值,即与平衡态的距离,在该阈值上涨落可能引出新的状态,不同于作为平衡态或近平衡态系统之特征的‘正常’稳定状态”。这意味着,当系统越过临界点进入不稳定态后,微小的涨落和扰动就可以使系统由不稳定态转化到新的稳定状态,形成有序度高的耗散结构。

由于人的参与和能动作用,现实的经济系统总是对平衡态产生一定程度的偏离,即经济系统是非平衡的,不可能处于绝对静止、孤立和均匀的平衡态。但在不同的条件和机制下,经济系统仍可以分为近平衡态和远离平衡态两种。例如,改革开放前,我国一直实行高度集中的计划经济体制,平均主义和单一的所有制结构使国民经济系统长期处于处处相对均匀的低水平有序状态,是一种接近平衡态的经济系统。实行改革开放政策后,我国经济体制经历了计划经济为主、市场调节为辅的,以公有制为基础的有计划的社会主义商品经济等一系列变化,经济系统外界联系和开放性增强,系统内部出现分化,出现更强的多样性和差异性,逐步摆脱传统模式,对原有近平衡态产生较大的偏离。随着改革深化,加入 WTO和融入经济全球化生态圈,经济系统已经远离计划经济体制,即经济系统远离了平衡态。在适当的时间和条件下,经济系统性质将发生突变,成为一种开放、有序和功能优化系统。从自组织理论看,这就意味着我们所追求的建立健全社会主义市场经济体系目标的实现。

同类推荐
  • 为公司着想就是为自己着想

    为公司着想就是为自己着想

    最佳企业培训图书,树立和谐与共赢的工作理念,缔造主人翁精神的行动指南。
  • 经营一家最赚钱的酒店

    经营一家最赚钱的酒店

    有人说酒店就是在一幢大楼里,有几百个客人正在消费,又有几百个员工正在为客人服务。从总经理到普通员工,每个人都是服务生。提供满意的服务,就是酒店管理的归宿。如何提高酒店服务水平,让顾客满意,如何提高管理能力,经营一家赚钱的酒店?阅读本书,你可以找出你酒店当前存在的问题,并对症下药。
  • 被领导的艺术

    被领导的艺术

    任何一个人,不管在什么行业,担任什么职位,都同时充当领导者和被领导者两种角色,但是平日里往往将领导艺术摆在第一位,忽视了被领导的艺术。每一个人,几乎都在领导别人的同时接受别人的领导,所以我们最好先学习如何接受领导,然后才能懂得如何领导别人。因为只有学会被领导的艺术才能当好领导者。本书从做有准备的被领导者、与领导建立和谐关系、领会领导的真实意图、获得授权时做好本分等多个方面,运用心理学、处世哲学、管理艺术、领导学等领域知识,通俗、细致、独到地讲解了被领导的艺术和智慧。这是曾仕强教授首次系统讲授被领导的智慧,是领导者和被领导者必学的一门新课。
  • 华为:享受奋斗,心怀责任

    华为:享受奋斗,心怀责任

    以奋斗者为本是华为的本质。有责任感,热爱工作,享受奋斗,才能在华为有所作为。
  • 品道德经,学管理

    品道德经,学管理

    本书是我国同时也是世界现存最古老的一部兵书,涉及管理学、战略管理学等诸多方面。内容包括:料敌制胜的战略管理、未战而庙算的决策管理战略、力求全胜的目标管理战略、选贤任能的人才管理战略等。
热门推荐
  • 赤灵符

    赤灵符

    本以为捡回来的是一只乖巧的宠物猫,不料却是一只心机猫。安岩城,一座是非城,千年变更,不忘初心。当柯雷伊身负赤灵符回到这座城市,沉静了千年的安岩,各方势力逐渐苏醒,开始了一场激烈的争夺之战……而当记忆的迷雾被层层剥开,爱恨情仇,何去何从……
  • 时尚养花栽培大全

    时尚养花栽培大全

    花卉是大自然的精华。花卉以其美丽的风姿、鲜艳的色彩、醉人的芳香,把大自然装扮得绚丽多彩,给人们带来无限的温馨和惬意。在工作和生活之余,亲手莳养几盆花卉,已成为越来越多人的爱好。养花不仅可以美化环境,而且还可以丰富人们的精神生活,增添生活乐趣,陶冶情操,促进健康,同时还可以增加人们对大自然的热爱,提高人们的文化艺术修养。
  • EXO之LOVEGAME

    EXO之LOVEGAME

    LOVEGAME“我讨厌你自以为是的样子。”?--鹿晗“嗤,原来我只是一个失败品。”--吴世勋“我要让你为你所做的一切付出代价。”--都暻秀“我可以罩你一辈子。”--金钟仁“谢谢你,对不起。”--金珉锡“每个人都有一个秘密在瞒着你。”--金钟大“我比他更好,你凭什么不回头看我一眼。”--边伯贤“我后悔了。”--朴灿烈“全是套路。”--金俊勉“你以为,这真的只是一场意外吗?”?--张艺兴局中局中,只有你是局外人。
  • 洞真八景玉箓晨图隐符

    洞真八景玉箓晨图隐符

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 幸运星

    幸运星

    前半辈子活的很窝囊的刘斌在一次和别人单挑的过程中被打晕才知道自己原来是几千年才有一个的幸运星!幸运使者赐予他很多能力,其中最重要的是一个神秘且力量无穷的痣随着和他交合的女子越来越多他所获得的能力也越来越多,靠着自己和自己的分身闯荡着商界,军界,政界...
  • 我们爱过

    我们爱过

    本书是讲述北漂大龄女青年在北京的爱情故事,主人公张小雪一直不敢面对爱情,是因为她的初恋成了一场悲剧,大学时候的初恋男友姜大凯因为上海的一家飞机制造公司许诺给他的美好未来而不辞而别。张小雪的情感受到了巨大的伤害,使她长久都不能走出对男人忠心的怀疑,这也是她成了大龄未婚女青年的原因以及追爱的历程。
  • 剑帝传说之补天石

    剑帝传说之补天石

    自盘古开天之后,有女娲造人,女娲为天地之母,人之祖。自天降大灾,宇宙崩塌,洪荒乱世齐聚,女娲炼石补天。女娲补天之后补天圣石落入凡间,补天圣石内蕴神力。天可补!祸可乱!天地震荡,唯我成雄!补天圣石该为谁补天!
  • 妖妃乱世

    妖妃乱世

    她贪财好色,却算尽人心;他野心勃勃,却不得不平庸;她对他说,我们谋朝篡位吧!他斜眼,你有这本事?她拍拍胸脯,那当然,我是谁啊!他沉默,行,你想干什么我给你善后。一拍即合,一场浩浩荡荡的谋反就开始了……可说好的谋朝篡位……她怎么就成了人们眼中的妖妃了?面对万人指责,他宠溺的看着她说,妖妃?晚上给我跳支舞,我帮你把你讨厌的人全杀了。风华书写天下事,歌尽妖妃倾世颜。一曲凰歌,看尽沉浮。
  • 倾城魔女翱翔九天

    倾城魔女翱翔九天

    她来自21世纪平凡得不能再平凡的上班族……意外穿越,怎么就穿着红嫁衣躺在冰河上?躺枪……卧槽……不是杀手,不是特工,不是神偷,肿么办?不怕,她有神兽小弟几枚,狗腿子一推,桃花一箩……某腹黑妖孽男委屈道:“娘子,不要再给我惹桃花了,我掐得手都酸了”某女笑意盈盈的道:“哦,这样啊,我看你掐得不亦乐乎嘛……”………且看弱妹超强逆袭,灭渣男渣女,披荆斩棘破千年阴谋……逐步跨上强者之巅,颠覆天下,翱翔九天。
  • 绝代芳华倾城妻

    绝代芳华倾城妻

    “慕晨哥哥,以后长大了,澜澜要做你的娘子。”五岁的澜澜对着七岁的慕晨说道。少年并未说话,宠溺地摸了摸澜澜的头发,随后,承诺道:“好,慕晨哥哥非澜儿不娶。”洗尽铅华,褪尽繁华,回眸处,慕晨,你可还在等我?世事变迁,沧海桑田,慕晨爱澜澜之心,至死不变,任他江山如画,只愿携手天涯,可……事事难料,转身,是否依旧执子之手?