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耗散结构理论
耗散结构理论是非平衡态热力学和统计物理学中的一种学说。这就阐明了开放系统通过耗散从无序走向有序的机制和规律。80年代以来,耗散结构理论在中国的传播和应用研究迅速发展,在中医学的应用研究引入注目,关于正邪斗争与内外涨落、气化与气化结构,阴平阳秘与有序稳定、熵变与熵病等方面的研究尤显活跃。
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稳态
研究人体稳态是医学特别是生理学的一个重要目标,中医学的“阴平阳秘”是对人体有序稳态的最早认识,19世纪法国生理学家贝尔纳提出了“内环境恒定”理论,20世纪美国生理学家坎农提出了“内稳态”理论,钱学森倡导的人体科学又提出了“人体功能态”和“亚稳态”学说。
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稳定
这种稳定可以呈现在不同的有序水平上,封闭系统的热力学平衡态是一种熵极大(无序)的稳定,非平衡线性区的最小熵产生定态是一种非平衡的稳定,远离热力学平衡的非线性区呈现的耗散结构是一种有序稳定;人的生命活动状态的稳定与不稳定,是医学特别是其生理学和病理学研究的重要内容。
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系统自组织理论
系统自组织理论是研究自组织系统的自组织机制和规律的各学科的总称。这些理论分别从不同的学科探求一个共同的目标:自组织系统从无序走向有序的机制和规律。耗散结构理论指出“耗散导致有序”,协同学指出“协同导致有序”,超循环理论指出“超循环导致有序”,信息论和控制论也揭示了信息、负熵、负反馈等机制。
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开放的复杂巨系统
开放的复杂巨系统包含子系统的种类很多并有层次结构,它们之间的关联关系很复杂,又与外界有能量、信息或物质交换的系统。对开放的复杂巨系统的研究需要新的理论和方法,已有的耗散结构理论、协同学、系统动力学等都不能解决开放的复杂巨系统的问题,原因在于它们所研究的仅限于简单巨系统。
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有序性原理
有序性原理系统论的主要原理之一,认为系统的整体性的质的规定性在于系统的有序性。在现代系统科学中,信息论、耗散结构理论、协同学、超循环理论等从不同的角度揭示了系统有序化的机制和规律,提出了描述系统的有序性的信息、熵、序参量等概念。“调”为特定有序度的保持,“失调”为特定有序度的下降。
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平衡
力学有力系的平衡、稳定平衡,不稳定平衡、随遇平衡等概念。其中,热动平衡亦称热力学平衡,是指在不变的外界条件下,物质系统的宏观状态保持不变的情况,这时物质系统中不发生任何宏观的物理和化学变化;化学有化学平衡、均相平衡、多相平衡、以及溶解平衡、电离平衡、氧化还原平衡、水解平衡、络合物平衡等概念。
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熵流
熵流指系统通过边界与外界交换的熵。耗散结构理论指出,开放系统与环境交换物质、能量的过程,也就是交换熵的过程,即与环境之间存在熵的流通,流通的实际结果,对于系统的熵变化来讲,可以是正值,也可以是负值。当deS为负值且其绝对值大于diS时,系统的熵变化dS为负值,即系统呈负熵产生,从无序走向有序。
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熵增加原理
熵增加原理指在孤立系统内实际发生的过程,总使整个系统的熵的数值增大。1969年比利时物理学家普利高津创立的耗散结构理论,揭示了开放系统在不违背熵增加原理的条件下从无序走向有序的规律,为从热力学角度研究生命的有序稳定和熵病开辟了道路。
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生命以负熵为食
生命以负熵为食即生命依靠从外部环境摄取负熵来维持和发展。该观点强调,生命是远离热力学平衡的,它从环境摄入高级形态的能量,利用其自由能维持和发展生命,将低级形态的能量排给环境,实际象从环境摄取负熵的能量转化器。生命的物质和能量代谢的实质,就是通过“入”和“出”的交换从环境摄取负熵。
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系统论
概述:系统论是研究世界的系统性和系统规律的科学理论。现代科学的主要组成部分之一。半个世纪来,系统论有了长足发展,世界的系统性和系统规律被从不同方面作出研究,建立起许多新的系统论学说,诸如耗散结构理论、协同学、超循环理论、泛系理论、灰色系统理论、参量型系统论、生命系统论、中医系统论等。
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系统科学
系统科学是研究系统及其特性和规律的现代科学门类。系统科学对医学的影响:系统科学对医学产生深远影响,正从根本上改变着医学的生命观、人体观、疾病观和防治观,推动医学模式从生物医学转向生物心理社会医学,导致医学方法论从还原论转向系统论,系统科学在医学的应用必将引起一场新的划时代革命。
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耗散结构体系
因此,自组织有序结构也就可以称为耗散结构。此外,在平衡态,体系的熵量已经增至极大,无序度已经增至极大,从而也不可能产生有序。这种非线性作用,在化学体系中是体现在反应链上存在着自催化或交叉催化的环节,即某些反应物分子的一个生成物正是它们自身所需要的催化剂,从而使反应速率达到雪崩式的加快(自催化);
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生物数学
由于那些片面的、孤立的、机械的研究方法不能完全满足生物学的需要,因此,在非生命科学中发展起来的数学,在被利用到生物学的研究领域时就需要从事物的多方面,在相互联系的水平上进行全面的研究,需要综合分析的数学方法。生物学中许多处于飞跃的、临界状态的不连续现象,都能找到相应的跃变类型给予定性的解释。
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经络实质研究
发现经络现象虽与已知的解剖学、生理学现象有关但又不同,需要作出新的说明,为此已提出多种假说,如神经一体液调节说、人体自控系统说、第三平衡系统说、二重反射假说、概念性单元说、经络一皮层一内脏相关假说、体表内脏植物性联系系统说、气说、机体能感知的气血液通道说、波导说、类传导说、低阻经络说、良导络说等。
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耗散结构
耗散结构指开放系统在远离热力学平衡的条件下通过与外界交换物质和能量而形成的有序稳定结构。是耗散结构理论的核心概念。这种结构是系统自组织的表现或产物,它在宏观上是稳定的,但不同于平衡结构的稳定,平衡结构的稳定是无序的,而耗散结构的稳定是有序的,是在一定有序度上的稳定。