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系統(tǒng)十論之二:耗散結(jié)構(gòu)

 新鮮雜談 2022-06-08 發(fā)布于廣東

耗散結(jié)構(gòu),拆解來看,一是耗,二是散,三是結(jié)構(gòu)。

曾經(jīng)高中時(shí),在西師進(jìn)行奧賽集訓(xùn),第一次見到化學(xué)振蕩,也叫化學(xué)鐘擺,反應(yīng)中出現(xiàn)其反應(yīng)物(或生成物)的濃度均勻一致地隨時(shí)間而來回振蕩的現(xiàn)象,顏色不斷的來回變幻。這是一種時(shí)間尺度上的有序結(jié)構(gòu),只有在遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開放化學(xué)系才可能產(chǎn)生。這是一種耗散結(jié)構(gòu)。

普里戈金在非平衡熱力學(xué)系統(tǒng)的線性區(qū)的研究的基礎(chǔ)上,又開始探索非平衡熱力學(xué)系統(tǒng)在非線性區(qū)的演化特征。在研究偏離平衡態(tài)熱力學(xué)系統(tǒng)時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)系統(tǒng)離開平衡態(tài)的參數(shù)達(dá)到一定閾值時(shí),系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)“行為臨界點(diǎn)”,在越過這種臨界點(diǎn)后系統(tǒng)將離開原來的熱力學(xué)無序分支,發(fā)生突變而進(jìn)入到一個(gè)全新的穩(wěn)定有序狀態(tài);若將系統(tǒng)推向離平衡態(tài)更遠(yuǎn)的地方,系統(tǒng)可能演化出更多新的穩(wěn)定有序結(jié)構(gòu)。普里戈金將這類穩(wěn)定的有序結(jié)構(gòu)稱作“耗散結(jié)構(gòu)”。從而提出了關(guān)于遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)的非平衡熱力學(xué)系統(tǒng)的耗散結(jié)構(gòu)理論(1969年)。

系統(tǒng)從無序狀態(tài)過渡到這種耗散結(jié)構(gòu)有幾個(gè)必要條件,一是系統(tǒng)必須是開放的,即系統(tǒng)必須與外界進(jìn)行物質(zhì)、能量的交換;二是系統(tǒng)必須是遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)的,系統(tǒng)中物質(zhì)、能量流和熱力學(xué)力的關(guān)系是非線性的;三是系統(tǒng)內(nèi)部不同元素之間存在著非線性相互作用,并且需要不斷輸入能量來維持。

在平衡態(tài)和近平衡態(tài),漲落是一種破壞穩(wěn)定有序的干擾,但在遠(yuǎn)離平衡態(tài)條件下,非線性作用使?jié)q落放大而達(dá)到有序。偏離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)通過漲落,在越過臨界點(diǎn)后“自組織”成耗散結(jié)構(gòu),耗散結(jié)構(gòu)由突變而涌現(xiàn),其狀態(tài)是穩(wěn)定的。

地球上的生命體都是遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)的不平衡的開放系統(tǒng),它們通過與外界不斷地進(jìn)行物質(zhì)和能量交換,經(jīng)自組織而形成一系列的有序結(jié)構(gòu)。可以認(rèn)為這就是解釋生命過程的熱力學(xué)現(xiàn)象和生物進(jìn)化的熱力學(xué)理論基礎(chǔ)之一。

在生物學(xué),微生物細(xì)胞是典型的耗散結(jié)構(gòu)。在物理學(xué),典型的例子是貝納特流。廣義的耗散結(jié)構(gòu)可以泛指一系列遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)的開放系統(tǒng),它們可以是力學(xué)的、物理的、化學(xué)的、生物學(xué)的系統(tǒng),也可以是社會(huì)的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。

耗散結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵點(diǎn)其實(shí)就在“耗”、“散”、“結(jié)構(gòu)”。

結(jié)構(gòu)需要維持穩(wěn)定有序狀態(tài),結(jié)構(gòu)的混亂發(fā)展具備兩面性。混亂有可能是向短期熵增長期熵減,短期熵增是過渡到長期熵減,進(jìn)入下一個(gè)穩(wěn)定有序狀態(tài)的必要階段。比如,我們鍛煉之后渾身酸痛,長思之后精神疲憊,但健康飲食和睡眠后,就進(jìn)入更好的階段;企業(yè)變革之后同樣也存在混亂度增加,比如職責(zé)不清,目標(biāo)混亂等?;靵y也有可能是短期熵增向長期熵增,這就是我們?cè)诎l(fā)展方向上出現(xiàn)了戰(zhàn)略性的問題。馬拉松跑步本為健身,但猝死頻發(fā),明明身體變差,卻夜夜笙簫。企業(yè)都講變革,但成功寥寥。

不變行不行?隨著環(huán)境的變化,競(jìng)爭(zhēng)的激烈,不變即便不是死也是放棄,所以目標(biāo)是過渡到更高級(jí)的穩(wěn)定有序狀態(tài),但短期的混亂是不可避免的,解決混亂也是戰(zhàn)術(shù)上最難的。

第二方面來看,什么是耗,怎么耗?

對(duì)于人體,健康的飲食、良好的環(huán)境是關(guān)鍵。對(duì)于企業(yè),優(yōu)秀的人才引入、健康的現(xiàn)金流等是關(guān)鍵。這其中,主語是都會(huì)做的,定語才是更重要的。耗的一定是有價(jià)值的。人生所做的加法需要選擇。

第三方面來看,什么是散,怎么散?

有所為,有所不為,長遠(yuǎn)無價(jià)值的就要堅(jiān)決的散掉。背負(fù)太多難以遠(yuǎn)行,放下更能拿起。人生需要做減法,丟掉無用的東西,減少表面的需求,探求內(nèi)心的方向,到最后,人生將更有意義。企業(yè)也需要做減法,大而不強(qiáng)是常態(tài),多而不精更無益。

昨日之所求,今日常所棄;今日之所欲,明日亦可拋。

格局夠大,方能淡定;警醒自己,輕叩友人。

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