广西民族学院学报(自然科学版)
第12卷第4期 JOURNAL OF GUANGXI UNIVERSIT Y FOR NATIONALITIES V ol. 12N o. 42006年11月(N atural Science Edition) Nov. 2006
负熵及其应用
3
谢世标, 谢雄政, 欧朝胜
(广西民族大学物理与电子工程学院, 广西南宁 530006)
摘 要:讨论负熵的概念、性质及其意义, 介绍负熵理论在管理学、经济学和地球生态中的应用.
关键词:熵; 负熵; 负熵流中图分类号:O414111 文献标识码:A 文章编号:1007-0311(2006) 04-0086-04
1 负熵的由来
经典热力学熵的概念是由克劳修斯(Clausus ) 1854年首次提出来的, T. . 1865年玻耳兹曼(Boltzmann ) 从统计力学的角度定义了熵
ωΩ, 式中k 是玻耳兹曼常数, Ω是系统某一宏S =kln
观状态所对应的微观状态的数目即热力学概率, 它的微观意义是系统内分子热运动无序性或混乱程度的
[1]
一种度量. 奥地利著名物理学家, 量子力学创始人薛定谔认为“, 既然Ω是无序性的量度, 那么它的倒数1/Ω可以作为有序性的一个直接量度, 因为1/Ω的对数正好是Ω的对数的负值, 玻耳兹曼方程可写成-S =kln (1/Ω) . 因此负熵的笨拙的表达式可以换成一种更好一些的说法:取负号的熵, 它本身是有序
[3]
的一个量度”. 这就是负熵概念的来源.
:
d e +d i S
(1)
(1) e S 、能量而引
起的熵流,d e S 可正可负亦可为零; 而d i S 是因系统内部发生的过程引起的熵产生,d i S 永不为负值. 若系统内部发生的过程是可逆的,d i S =0; 若系统内部发生的过程是不可逆的,d i S >0. 对于孤立系统d e S =0, 此时:dS=d i S Ε0, 这就是熵增原理. 当系统为一开放系统时, 系统的总熵便取决于负熵流d e S 与熵增d i S 竞争的结果. 要使系统的熵不增加, 则必须有:
d e S d i S
[1]
(2)
此时dS 为负, 它表示对系统熵减小程度的量度. 这时, 就把dS 、d e S 分别称为负熵、负熵流.
所以, 由式(1) 不难看出:开放系统的熵不仅可以增加而且亦可减小, 有了一定的负熵流后, 才会有负熵产生. 这意味着只要给系统以足够的负熵流, 系统将维持有序而不趋向更混乱; 如果继续增大负熵流, 则系统的熵变dS 还会小于零, 即产生负熵. 负熵是作为系统有序度的一种量度, 其物理含义是:负熵增加, 意味着事物向着有序的方向发展, 是进化的标志.
至于负熵流、负熵的物理图像问题, 我们可从微观的角度来讨论. 众所周知, 当与系统交换匹配的物
2 负熵与负熵流
负熵与负熵流是两个具有潜在联系的、不完全相同的两个质同量异的物理概念, 前者是后者积累的结
果. 为了粗略地勾画出负熵的物理图像, 首先来讨论一下负熵流问题. 对于一个任意的热力学系统而言,
3
收稿日期:2006208212.
作者简介:谢世标(19492) , 男, 广西昭平人, 广西民族大学物理与电子工程学院副教授.
86
质或能量时, 系统中一些能级上的粒子就会相继地跃迁到较高的能级上或下跌到较低的能级上, 于是, 系统中微观态的数目也就会相应地不断增多或减少, 这样每一宏观态所对应的微观态数目的熵也就随之而增大或减小, 这种熵不断地连续增大或减小的过程, 好像是熵在不断地流入或流出系统一样, 因而得名熵流. 通常把熵减小时所对应的熵流叫负熵流, 而负熵
[2]
则是负熵流在一定时间内的“积累”.
4 负熵的应用
自从负熵概念提出后, 许多科学家如申农、布里
渊和普里高津等对负熵理论的发展、应用都作出了巨大的贡献. 如薛定谔的“生命负熵论”等; 而申农则从信息论角度出发, 把信息和负熵联系起来, 布里渊提出了“负熵原理”, 认为负熵与信息等价, 乃至普利高津的耗散结构理论, 负熵(流) 已成为说明自然界进化机制的极重要概念. 下面讨论负熵在管理、经济发展方面的应用. 4. 1 负熵与管理
管理是对组织的资源进行有效整合以达到组织
[5]
既定目标与责任的动态创造性活动. 而管理的过程就是管理者运用各种管理职能, 对管理系统施加影响, 充分发挥各种要素的作用, 使系统产生组合、放大效应, 以达到预期目标的过程. 从信息论角度看, 管理的全过程实质上是信息处理的过程, 也就是减少系统的熵值, 使系统从无序到有序的变化的过程.
体, 、教育、监督等工作. 、计划、教育监控等力度都有了更高的要求. 因此, 管理者必须加强自身修养, 不断提高政治素质和管理水平, 既要不断地获取知识、信息, 又要无私的奉献负熵, 使管理系统向有序化发展, 以实现管理目标.
根据管理的定义可知, 管理具有目标性, 就其实质而言, 是管理者通过组织、协调众人行为, 为实现一定目标而进行的活动. 没有科学的目标, 也就没有科学的管理. 无论将“目标”视为“目的”、“结果”、“期望”, 还是视为“标准”、“境界”、“规格”, 其实质是系统熵值最小、最有序的状态. 管理目标的制定和实现, 关键是管理者科学的决策和周密的计划, 其中主要的因素是信息量和信息质量. 若信息量少, 信息量不真实、不全面或不及时, 事物的不定度和未知度就大, 很可能导致决策失误, 甚至会给事业带来损失. 因此, 管理者在制定管理目标和实施方案时, 要深入实际, 广泛调查研究, 大量收集有价值的信息, 尽可能多
[5]
地为个人和组织输入负熵.
任何一个组织即管理系统为了存续, 至少需要以下五种类型的资源:人力资源、金融资源、物质资源、
[5]
信息资源和关系资源. 可见, 管理系统是一个庞大的复杂系统. 若系统处于孤立或封闭状态, 随着时间的推移, 熵会逐渐增大, 不断地向无序或更混乱的状态发展. 因此, 任何系统都不能自我孤立、自我封闭,
3 负熵的意义
表面上看, 负熵表达式的引入或推出, 只是简单
的以1/Ω替代玻耳兹曼方程中的Ω, 负熵与玻耳兹曼正熵仅差一个负号而已; 但从内涵本质上看, 负熵引入了一个与正熵完全相反的概念:正熵的增加意味着事物向着混乱无序的方向发展, 是退化的标志; 而负熵的增加则意味着事物向着有序的方向发展, 是进化的标志. 我们不能简单的认为“负熵仅仅是取负号的正熵”, 这如同“不能认为负数仅仅是取负号的正数”一样, 因为如果正数若意味着盈利, 那么负数则意味着亏空.
从物理学的角度来讲“, 数, , , 也是使系统朝着有序化转变的主宰, 它不仅填平了两种进化论间的鸿沟, 拓宽了熵理论的内容及其应用范围, 而且也促进了人们自然观、世界观的转变. 目前负熵理论的应用正在扩展到经济社会, 生态环保等诸多领域, 这也进一步凸现了“负熵”的科学价值. 有人说“负熵”概念的重要性不亚于“能量”这并不夸大. 薛定愕的“负熵理论”确实代表着一种新的世界观, 我们应掌握它、应用它. 特别是在科学技术飞速发展的今天, 随着经济的持续增长, 而逐渐浮现出的生态与环境问题、人口与资源问题, 正日益严重的制约着人类精神文明和物质文明的步伐. 如何从整体上协调生态与环境的关系, 使经济与环境良性循环共同发展, 以延缓生态系统的“衰老”, 延缓熵增的速度. 这需要我们去不断地探索和摸索, 找出规律, 使生态系统沿着从无序到有序、由低级到高级、由无功能到有组织的方向演化, 以创造出人类生机勃勃、绚丽多姿的明天. 这也正是我们建设和谐社会的需要.
87
而必须大胆开放, 形成敞开系统, 不断地与外部交流物质、能量、信息, 形成人流、物流和熵流. 在开放过程中, 要想得到有价值的信息或负熵, 就必须全面分析事物的本质和现象; 把握主次, 去伪存真, 有效地提高负熵的利用率和系统的有序程度. 我国实行的改革开放政策, 彻底打破了人们长期以来形成的保守封闭的观念, 建立起了开放型结构, 形成了敞开系统, 使人才、物质、能量和熵的流动更加畅通、高效. 积极主动地引进发达国家的先进科学技术, 学习他们成功的管理经验, 借鉴它们科学的管理思想和管理模式, 为我国的现代化建设服务, 为中华民族的振兴注入活力. “洋为中用”使系统获取了大量的负熵. 在国内, 坚持党的基本路线, 不断加大各种体制的改革与创新; 依法、以德治国, 反腐倡廉、纠正行业不正之风; 扫黄、打黑、打假, 治理、净化内部环境, 确保现代化建设事业顺利进行. 实践证明, 这是增加负熵、使系统的有序稳定的有效举措.
4. 2 负熵与经济可持续发展
入低熵能源和高熵原料, 得到低熵产品和高熵废物、
废热, 总熵值增加, 且这是一个不可逆过程. 减少熵产生的有效方法, 就是向生产系统输入知识和科学技术, 即输入负熵. 从而减少能耗, 提高能量、原料的品质和利用率, 减少资源浪费和对环境的污染. 人们在使用低熵产品、享受现代文明的同时, 必须清醒地意识到, 各种产品生产过程排放的废气、废液、废渣和大量的生活垃圾, 对我们的生存环境已造成严重污染, 并破坏了生态平衡, 土地沙漠化、沙尘暴对人们的频繁袭击、严重的旱涝不均、水资源的缺乏与污染、温室效应等现象, 都是大自然对人类的报复, 这都是熵值增加的结果.
要保证经济持续发展, 如何科学合理地利用有限的自然资源和空间, 给我们的子孙后代留下一片蓝天, 留下一片绿地和更多的自然资源, 是我们每个人都必须认真思考和研究的问题. 其对策就是增大负熵并同时减少熵的增加. 增大负熵, 就是要落实科教兴国战略, 培养大批的高素质人, 向, 即输入负熵. 而减少, 提高科技含量高; 要充分利用太阳、风等绿色能源, 限制石油、煤等有限自然资源的开采与使用, 减少熵的增加. 第二, 要不断加强和完善法规建设, 加大执法力度, 严厉打击破坏环境、破坏自然资源、破坏生态平衡的各种违法犯罪行为; 要广泛开展普法教育和科普教育, 强化广大人民群众的法制观念和可持续发展意识; 要大力提倡和发扬勤俭节约、艰苦奋斗的优良传统, 要珍惜资源, 保护环境, 为减少经济发展中的熵和减缓熵的增长而努力. 第三, 人口增长也是制约经济发展的重要因素. 多一个人, 多一份资源消耗, 就多一份熵的产生. 因此, 必须科学的限制人口增长. 我国实行的计划生育政策, 提倡少生优生, 优生优育, 既限制了人口数量的增长, 又提高了口的
随着社会的进步, 人们的需求和经济的迅速增长, 自然资源已日趋耗尽, 环境在不断恶化, 断增长. 铁的事实告诉我们:场,
.
图1 生产中的熵、物、能流
经济系统是一个开放的物质系统, 它不断地与自然界进行物质、能量和熵的交换. 在物质交换中, 输入物料资源, 得到产品排出废物; 在能量交换中, 输入可利用的能量排出废热. 在此上过程中, 总是伴随着熵流和熵的产生, 人们是以得到低熵产品为目标, 却总是以同时得到高熵废物和废热为代价. 既浪费生产中的资源, 又污染环境. 如图1所示, 在生产过程中, 输
质量, 这是有效减少熵值、富民强国的上策.
4. 3 负熵与地球生态
生态系统与经济系统一样属于开放的热力学系统, 系统内部的发展变化过程要受制于热力学第二定律, 遵从熵增原理, 因此, 它是一个可以应用熵理论描述和研究的系统. 熵增原理告戒人类, 自然界有其自身的发展限界, 不能为人类提供取之不尽的资源和无限大的生存空间, 正如最近由世界自然基金会和联合国环境计划组织联合发表的2000年地球生态报告中所指出的“:人类若依照目前的速度继续消耗地球资
[3]
88
源, 那未所有的自然资源会在2075年前耗光”.
我们面临的情况是, 一方面面临自然资源和生存空间有限性的限制; 另一方面又面临人类社会和科学技术发展导致熵的快速增长问题. 面对此种情况, 必须应用熵理论建立一个对人类和自然界都合理、合适的最佳生存模式“负熵社会”, 以便能以尽可能少的能耗换取社会生产力的发展, 达到有效地降低或抑制熵的快速增长问题, 为人类的子孙后代造福. 从而建成一个富强的、和谐的、可持续发展的社会主义新中国.
系. 可见, 负熵理论发展的前途是豁然开朗的. 它在过
去给人类带来了巨大的进步, 它在将来也必将给人类带来更大的利益.
[参 考 文 献]
[1]汪志诚. 热力学统计物理[M ].北京:高等教育出版社,2003:179.[2]方小兵, 胡必录. 关于负熵的探讨[J]1系统辨证学报,2001,11
(4) :2.
[3]陈宜生, 刘书声. 谈谈熵[M ].湖南:湖南教育出版社,1996:80-82,93-94,136-138.
[4]赵凯华, 罗蔚茵. 热学[M ]1北京:高等教育出版社,2000:286-287.
[5]芮明杰. 管理学—现代的观点[M ]1上海:上海人民出版社,1999:4
-5,21-22.
5 结语
从上面的讨论可以看出, 负熵概念自提出后得到
了巨大的丰富与发展, 涉及了多门学科, 证明了它的普遍性、科学性. 负熵与熵作为一对互相对立、联系、转化、补充的概念已纳人了唯物辩证法的基本范畴, 在自然科学和社会科学的许多方面都得到广泛的应用, 它将揭示自然科学与社会科学本质的某种内在联
[责任编辑 黄祖宾][责任校对 苏 琴]
its Applications
Shi 2biao ,XIE Xiong 2zheng , OU Chao 2sheng
(College of Physics an d Elect ronics En gi neeri ng , Guang x i Universit y
f or N ationalities , N anni ng 530006,Chi na )
Abstract :The paper discuss t he conception of negent ropy , it s character and significance. And it intro 2
duces t he application of negent ropy t heory in management science , eco nomics and eart h ecology.
K ey Words :Entropy ; Negent ropy ; Negent ropy Flows
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广西民族学院学报(自然科学版)
第12卷第4期 JOURNAL OF GUANGXI UNIVERSIT Y FOR NATIONALITIES V ol. 12N o. 42006年11月(N atural Science Edition) Nov. 2006
负熵及其应用
3
谢世标, 谢雄政, 欧朝胜
(广西民族大学物理与电子工程学院, 广西南宁 530006)
摘 要:讨论负熵的概念、性质及其意义, 介绍负熵理论在管理学、经济学和地球生态中的应用.
关键词:熵; 负熵; 负熵流中图分类号:O414111 文献标识码:A 文章编号:1007-0311(2006) 04-0086-04
1 负熵的由来
经典热力学熵的概念是由克劳修斯(Clausus ) 1854年首次提出来的, T. . 1865年玻耳兹曼(Boltzmann ) 从统计力学的角度定义了熵
ωΩ, 式中k 是玻耳兹曼常数, Ω是系统某一宏S =kln
观状态所对应的微观状态的数目即热力学概率, 它的微观意义是系统内分子热运动无序性或混乱程度的
[1]
一种度量. 奥地利著名物理学家, 量子力学创始人薛定谔认为“, 既然Ω是无序性的量度, 那么它的倒数1/Ω可以作为有序性的一个直接量度, 因为1/Ω的对数正好是Ω的对数的负值, 玻耳兹曼方程可写成-S =kln (1/Ω) . 因此负熵的笨拙的表达式可以换成一种更好一些的说法:取负号的熵, 它本身是有序
[3]
的一个量度”. 这就是负熵概念的来源.
:
d e +d i S
(1)
(1) e S 、能量而引
起的熵流,d e S 可正可负亦可为零; 而d i S 是因系统内部发生的过程引起的熵产生,d i S 永不为负值. 若系统内部发生的过程是可逆的,d i S =0; 若系统内部发生的过程是不可逆的,d i S >0. 对于孤立系统d e S =0, 此时:dS=d i S Ε0, 这就是熵增原理. 当系统为一开放系统时, 系统的总熵便取决于负熵流d e S 与熵增d i S 竞争的结果. 要使系统的熵不增加, 则必须有:
d e S d i S
[1]
(2)
此时dS 为负, 它表示对系统熵减小程度的量度. 这时, 就把dS 、d e S 分别称为负熵、负熵流.
所以, 由式(1) 不难看出:开放系统的熵不仅可以增加而且亦可减小, 有了一定的负熵流后, 才会有负熵产生. 这意味着只要给系统以足够的负熵流, 系统将维持有序而不趋向更混乱; 如果继续增大负熵流, 则系统的熵变dS 还会小于零, 即产生负熵. 负熵是作为系统有序度的一种量度, 其物理含义是:负熵增加, 意味着事物向着有序的方向发展, 是进化的标志.
至于负熵流、负熵的物理图像问题, 我们可从微观的角度来讨论. 众所周知, 当与系统交换匹配的物
2 负熵与负熵流
负熵与负熵流是两个具有潜在联系的、不完全相同的两个质同量异的物理概念, 前者是后者积累的结
果. 为了粗略地勾画出负熵的物理图像, 首先来讨论一下负熵流问题. 对于一个任意的热力学系统而言,
3
收稿日期:2006208212.
作者简介:谢世标(19492) , 男, 广西昭平人, 广西民族大学物理与电子工程学院副教授.
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质或能量时, 系统中一些能级上的粒子就会相继地跃迁到较高的能级上或下跌到较低的能级上, 于是, 系统中微观态的数目也就会相应地不断增多或减少, 这样每一宏观态所对应的微观态数目的熵也就随之而增大或减小, 这种熵不断地连续增大或减小的过程, 好像是熵在不断地流入或流出系统一样, 因而得名熵流. 通常把熵减小时所对应的熵流叫负熵流, 而负熵
[2]
则是负熵流在一定时间内的“积累”.
4 负熵的应用
自从负熵概念提出后, 许多科学家如申农、布里
渊和普里高津等对负熵理论的发展、应用都作出了巨大的贡献. 如薛定谔的“生命负熵论”等; 而申农则从信息论角度出发, 把信息和负熵联系起来, 布里渊提出了“负熵原理”, 认为负熵与信息等价, 乃至普利高津的耗散结构理论, 负熵(流) 已成为说明自然界进化机制的极重要概念. 下面讨论负熵在管理、经济发展方面的应用. 4. 1 负熵与管理
管理是对组织的资源进行有效整合以达到组织
[5]
既定目标与责任的动态创造性活动. 而管理的过程就是管理者运用各种管理职能, 对管理系统施加影响, 充分发挥各种要素的作用, 使系统产生组合、放大效应, 以达到预期目标的过程. 从信息论角度看, 管理的全过程实质上是信息处理的过程, 也就是减少系统的熵值, 使系统从无序到有序的变化的过程.
体, 、教育、监督等工作. 、计划、教育监控等力度都有了更高的要求. 因此, 管理者必须加强自身修养, 不断提高政治素质和管理水平, 既要不断地获取知识、信息, 又要无私的奉献负熵, 使管理系统向有序化发展, 以实现管理目标.
根据管理的定义可知, 管理具有目标性, 就其实质而言, 是管理者通过组织、协调众人行为, 为实现一定目标而进行的活动. 没有科学的目标, 也就没有科学的管理. 无论将“目标”视为“目的”、“结果”、“期望”, 还是视为“标准”、“境界”、“规格”, 其实质是系统熵值最小、最有序的状态. 管理目标的制定和实现, 关键是管理者科学的决策和周密的计划, 其中主要的因素是信息量和信息质量. 若信息量少, 信息量不真实、不全面或不及时, 事物的不定度和未知度就大, 很可能导致决策失误, 甚至会给事业带来损失. 因此, 管理者在制定管理目标和实施方案时, 要深入实际, 广泛调查研究, 大量收集有价值的信息, 尽可能多
[5]
地为个人和组织输入负熵.
任何一个组织即管理系统为了存续, 至少需要以下五种类型的资源:人力资源、金融资源、物质资源、
[5]
信息资源和关系资源. 可见, 管理系统是一个庞大的复杂系统. 若系统处于孤立或封闭状态, 随着时间的推移, 熵会逐渐增大, 不断地向无序或更混乱的状态发展. 因此, 任何系统都不能自我孤立、自我封闭,
3 负熵的意义
表面上看, 负熵表达式的引入或推出, 只是简单
的以1/Ω替代玻耳兹曼方程中的Ω, 负熵与玻耳兹曼正熵仅差一个负号而已; 但从内涵本质上看, 负熵引入了一个与正熵完全相反的概念:正熵的增加意味着事物向着混乱无序的方向发展, 是退化的标志; 而负熵的增加则意味着事物向着有序的方向发展, 是进化的标志. 我们不能简单的认为“负熵仅仅是取负号的正熵”, 这如同“不能认为负数仅仅是取负号的正数”一样, 因为如果正数若意味着盈利, 那么负数则意味着亏空.
从物理学的角度来讲“, 数, , , 也是使系统朝着有序化转变的主宰, 它不仅填平了两种进化论间的鸿沟, 拓宽了熵理论的内容及其应用范围, 而且也促进了人们自然观、世界观的转变. 目前负熵理论的应用正在扩展到经济社会, 生态环保等诸多领域, 这也进一步凸现了“负熵”的科学价值. 有人说“负熵”概念的重要性不亚于“能量”这并不夸大. 薛定愕的“负熵理论”确实代表着一种新的世界观, 我们应掌握它、应用它. 特别是在科学技术飞速发展的今天, 随着经济的持续增长, 而逐渐浮现出的生态与环境问题、人口与资源问题, 正日益严重的制约着人类精神文明和物质文明的步伐. 如何从整体上协调生态与环境的关系, 使经济与环境良性循环共同发展, 以延缓生态系统的“衰老”, 延缓熵增的速度. 这需要我们去不断地探索和摸索, 找出规律, 使生态系统沿着从无序到有序、由低级到高级、由无功能到有组织的方向演化, 以创造出人类生机勃勃、绚丽多姿的明天. 这也正是我们建设和谐社会的需要.
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而必须大胆开放, 形成敞开系统, 不断地与外部交流物质、能量、信息, 形成人流、物流和熵流. 在开放过程中, 要想得到有价值的信息或负熵, 就必须全面分析事物的本质和现象; 把握主次, 去伪存真, 有效地提高负熵的利用率和系统的有序程度. 我国实行的改革开放政策, 彻底打破了人们长期以来形成的保守封闭的观念, 建立起了开放型结构, 形成了敞开系统, 使人才、物质、能量和熵的流动更加畅通、高效. 积极主动地引进发达国家的先进科学技术, 学习他们成功的管理经验, 借鉴它们科学的管理思想和管理模式, 为我国的现代化建设服务, 为中华民族的振兴注入活力. “洋为中用”使系统获取了大量的负熵. 在国内, 坚持党的基本路线, 不断加大各种体制的改革与创新; 依法、以德治国, 反腐倡廉、纠正行业不正之风; 扫黄、打黑、打假, 治理、净化内部环境, 确保现代化建设事业顺利进行. 实践证明, 这是增加负熵、使系统的有序稳定的有效举措.
4. 2 负熵与经济可持续发展
入低熵能源和高熵原料, 得到低熵产品和高熵废物、
废热, 总熵值增加, 且这是一个不可逆过程. 减少熵产生的有效方法, 就是向生产系统输入知识和科学技术, 即输入负熵. 从而减少能耗, 提高能量、原料的品质和利用率, 减少资源浪费和对环境的污染. 人们在使用低熵产品、享受现代文明的同时, 必须清醒地意识到, 各种产品生产过程排放的废气、废液、废渣和大量的生活垃圾, 对我们的生存环境已造成严重污染, 并破坏了生态平衡, 土地沙漠化、沙尘暴对人们的频繁袭击、严重的旱涝不均、水资源的缺乏与污染、温室效应等现象, 都是大自然对人类的报复, 这都是熵值增加的结果.
要保证经济持续发展, 如何科学合理地利用有限的自然资源和空间, 给我们的子孙后代留下一片蓝天, 留下一片绿地和更多的自然资源, 是我们每个人都必须认真思考和研究的问题. 其对策就是增大负熵并同时减少熵的增加. 增大负熵, 就是要落实科教兴国战略, 培养大批的高素质人, 向, 即输入负熵. 而减少, 提高科技含量高; 要充分利用太阳、风等绿色能源, 限制石油、煤等有限自然资源的开采与使用, 减少熵的增加. 第二, 要不断加强和完善法规建设, 加大执法力度, 严厉打击破坏环境、破坏自然资源、破坏生态平衡的各种违法犯罪行为; 要广泛开展普法教育和科普教育, 强化广大人民群众的法制观念和可持续发展意识; 要大力提倡和发扬勤俭节约、艰苦奋斗的优良传统, 要珍惜资源, 保护环境, 为减少经济发展中的熵和减缓熵的增长而努力. 第三, 人口增长也是制约经济发展的重要因素. 多一个人, 多一份资源消耗, 就多一份熵的产生. 因此, 必须科学的限制人口增长. 我国实行的计划生育政策, 提倡少生优生, 优生优育, 既限制了人口数量的增长, 又提高了口的
随着社会的进步, 人们的需求和经济的迅速增长, 自然资源已日趋耗尽, 环境在不断恶化, 断增长. 铁的事实告诉我们:场,
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图1 生产中的熵、物、能流
经济系统是一个开放的物质系统, 它不断地与自然界进行物质、能量和熵的交换. 在物质交换中, 输入物料资源, 得到产品排出废物; 在能量交换中, 输入可利用的能量排出废热. 在此上过程中, 总是伴随着熵流和熵的产生, 人们是以得到低熵产品为目标, 却总是以同时得到高熵废物和废热为代价. 既浪费生产中的资源, 又污染环境. 如图1所示, 在生产过程中, 输
质量, 这是有效减少熵值、富民强国的上策.
4. 3 负熵与地球生态
生态系统与经济系统一样属于开放的热力学系统, 系统内部的发展变化过程要受制于热力学第二定律, 遵从熵增原理, 因此, 它是一个可以应用熵理论描述和研究的系统. 熵增原理告戒人类, 自然界有其自身的发展限界, 不能为人类提供取之不尽的资源和无限大的生存空间, 正如最近由世界自然基金会和联合国环境计划组织联合发表的2000年地球生态报告中所指出的“:人类若依照目前的速度继续消耗地球资
[3]
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源, 那未所有的自然资源会在2075年前耗光”.
我们面临的情况是, 一方面面临自然资源和生存空间有限性的限制; 另一方面又面临人类社会和科学技术发展导致熵的快速增长问题. 面对此种情况, 必须应用熵理论建立一个对人类和自然界都合理、合适的最佳生存模式“负熵社会”, 以便能以尽可能少的能耗换取社会生产力的发展, 达到有效地降低或抑制熵的快速增长问题, 为人类的子孙后代造福. 从而建成一个富强的、和谐的、可持续发展的社会主义新中国.
系. 可见, 负熵理论发展的前途是豁然开朗的. 它在过
去给人类带来了巨大的进步, 它在将来也必将给人类带来更大的利益.
[参 考 文 献]
[1]汪志诚. 热力学统计物理[M ].北京:高等教育出版社,2003:179.[2]方小兵, 胡必录. 关于负熵的探讨[J]1系统辨证学报,2001,11
(4) :2.
[3]陈宜生, 刘书声. 谈谈熵[M ].湖南:湖南教育出版社,1996:80-82,93-94,136-138.
[4]赵凯华, 罗蔚茵. 热学[M ]1北京:高等教育出版社,2000:286-287.
[5]芮明杰. 管理学—现代的观点[M ]1上海:上海人民出版社,1999:4
-5,21-22.
5 结语
从上面的讨论可以看出, 负熵概念自提出后得到
了巨大的丰富与发展, 涉及了多门学科, 证明了它的普遍性、科学性. 负熵与熵作为一对互相对立、联系、转化、补充的概念已纳人了唯物辩证法的基本范畴, 在自然科学和社会科学的许多方面都得到广泛的应用, 它将揭示自然科学与社会科学本质的某种内在联
[责任编辑 黄祖宾][责任校对 苏 琴]
its Applications
Shi 2biao ,XIE Xiong 2zheng , OU Chao 2sheng
(College of Physics an d Elect ronics En gi neeri ng , Guang x i Universit y
f or N ationalities , N anni ng 530006,Chi na )
Abstract :The paper discuss t he conception of negent ropy , it s character and significance. And it intro 2
duces t he application of negent ropy t heory in management science , eco nomics and eart h ecology.
K ey Words :Entropy ; Negent ropy ; Negent ropy Flows
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