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“熵”定律及其演变

发布日期:2024-08-24 08:26    点击次数:154

熵,是用以表示某些物质系统状态的一种量度,或者是用以描述一个弧立系统中物质的无序程度。

热力学第二定律指出,宇宙中的熵在不断增加,意味看越来越多的能量不能转换为有效能量,于是一切运动过程终将终止,宇宙将走向“热寂”,难怪人们把熵定律称为死亡定律。

但“魔高一尺,道高一丈”。生态系统又具有这种反热寂即反熵能力。开放的生态系统又不断地与外界交换物质和能量,形成足够强大的负熵流,从而抑制系统熵不增甚至减少。

熵,作为一种科学理论,其内涵和外延也再不断拓展、延伸。

一、物理熵。也熵的最初含义。熵的最初含义是热力第二定律,又称熵增定律,是指在能量交换中,热能不能自发地从低温物体转移到高温物体,不能从单一热源取热,使之完全转换成有用的功,而不产生其它影响即无功消耗。

在热力学体系中,不能用来做功的热能可以用热能的变化量除以温度所得的商来表示,这个商就叫做熵。

二、信息熵。数学家香农对熵的表述为,熵是用来衡量一个随机变量岀现的期望值,它代表在被接收前,信号输出过程中损失的信息量,又被称为信息熵或信息源熵。

三、生态熵。自然界生态资源系统,是以人类为中心的自然生态系统和社会生态系统的综合系统,从热力学观点看,生态系统中生物与环境中的物、能交换,肯定要引起能量及资源的无效消耗,引起系统熵的增加。但来自太阳负熵的聚集,又给自然资源以大量的负熵贮存。

四、环境熵。是指化工产品生成过程中废弃物量的一个量度。通过对产品在环境中的毒性行为等综合评价指标,用以衡量合成反应对环境造成影响的程度,也是环境效益的一个评价指标。定义为,EQ二E、Q,式中E为环境因子,Q为根据废物在环境中造成的废物对环境的不友好程度。EQ值的大小,可作为化工生产中选择生产路线和生产工艺的重要因素。

五、经济熵。即经济活动中投入大于产出的那部分差。我国学者王恒君教授,从热力系统与生产一消费系统的比较中,提出了从热力熵到经济熵,经济熵增源及负经济熵等理论。

六、政治熵。美国学者兰德尔、施韦勒从熵与世界政治的轨迹,从当今单极世界的不确定性,揭示了熵的日益增多即:单边主义,霸凌主义,强权政治的熵在增加,减缓人类和平进程,但公平、正义的负熵依然是人类核心价值观。

七、文化熵。文化熵是信息技本身产物,信息技术的多样性形成了文化之熵。信息技术价值的负荷性是形成文化之熵的内因,信息技木的自适应性是解决文化之熵的理性思考。

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