深入理解耗散结构论的介绍

耗散结构论（dissipative structure theory）是比利时科学家普利高津于1969年创立的，来源于对物理、化学的研究。它是在几个典型实验基础上建立起来的，如贝尔德流体实验、激光和化学振荡反应等。这些实验和生物体有相同的功能，即形成有序结构和维持需要耗散能量和物质，因此，普利高津把这类结构称为耗散结构，而耗散结构论就是研究耗散结构的形成、稳定、演化及其性质的。

耗散结构是相对平衡结构而言的。平衡结构，例如晶体，是一种“死”的结构，它不需要进行任何能量和物质的交换就能维持。耗散结构是一种“活”的结构，它依靠能量耗散才能维持其有序的状态，这是这2类结构最本质的区别。

按照耗散结构论，一个宏观有序状态的自发产生和维持，至少需要3个条件。

1.系统必须是开放的，开放系统是产生有序结构的前提

根据热力学第二定律，孤立系统是处于熵增状态的，它的熵总是在增加，因而总是趋于无序，而对于开放系统来说，随着系统同外界进行物质和能量的交换，从外界取得负熵流来抵偿系统自身内部熵的增加，使系统总的熵变为零，甚至为负值。这样系统就可以维持在有序状态。

2.系统必须处于远离平衡的状态下，非平衡是有序之源(www.xing528.com)

普利高津认为，近平衡态和平衡态一样，系统总是稳定的，这样的状态不能自发发展成有序的状态。只有在远离平衡的条件下，系统才会出现非线性机制，产生相干效应。它与线性作用在数量上的叠加不同，它通过系统各要素协同工作耦合成新的整体效应，从而产生新的质，形成新的有序结构。

3.系统内部必须存在适当的非线性反馈，通过涨落达到有序

涨落又称起伏，它是指系统处于热平衡时用于表征某种性质的物理量，如温度、浓度、密度、压力等在平均值附近的起伏摆动。对于任何一个宏观系统，涨落总是存在的。在通常情况下，涨落随生随灭，对系统的宏观行为影响不大，但涨落如果发生在远离平衡态的非线性区，它就不会像平衡态和近平衡态那样只对平均值做微小的修正，而是通过非线性反馈作用，可以将涨落放大，最终可以达到宏观整体上的巨涨落。这种巨涨落会破坏原有结构的稳定性，使系统原有结构发生解体，为系统生成新的有序结构创造条件。

后来，普利高津等人把来源于自然科学的耗散结构理论的应用推广到了社会、经济、文化等领域，取得了很好的效果，展示了广阔的应用前景。美国著名未来学家托夫勒在他的《第三次浪潮》一书中指出：耗散结构论“直接打击了第二次浪潮的假设，是第三次浪潮引起的思想领域的大变动的重要标志之一”。