熵与生命的关系

熵的定义：表示物质系统状态的一个物理量(记为S)，它表示该状态可能出现的程度。在热力学中，是用以说明热学过程不可逆性的一个比较抽象的物理量。孤立体系中实际发生的过程必然要使它的熵增加。

定义2：热力系中工质的热力状态参数之一。在可逆微变化过程中，熵的变化等于系统从热源吸收的热量与热源的热力学温度之比，可用于度量热量转变为功的程度。

熵指的是体系的混乱的程度，它在控制论、概率论、数论、天体物理、生命科学等领域都有重要应用，在不同的学科中也有引申出的更为具体的定义，是各领域十分重要的参量。熵由鲁道夫·克劳修斯提出，并应用在热力学中。后来在，克劳德·艾尔伍德·香农第一次将熵的概念引入到信息论中来。

按照一些后现代的西方社会学家观点，熵的概念被其移植到社会学中。表示随着人类社会随着科学技术的发展及文明程度的提高，社会“熵”——即社会生存状态及社会价值观的混乱程度将不断增加。按其学术观点，现代社会中恐怖主义肆虐，疾病疫病流行，社会革命，经济危机爆发周期缩短，人性物化都是社会“熵”增加的表征。

现在让大家看看我在网络中看到的熵与生命有着何种联系，下面是我看到的一篇论文中的部分内容，自我感觉它写的很好：

1 熵理论的宏观意义及其与生命体系的关系

生物体最基本的特征之一是物质代谢,伴随着物质代谢所发生的一系列能量转变即能量代谢,是生物体基本特征的另一方面。生物系统不断地从周围环境中摄取物质,经一系列生化反应合成、转变成自身需要的组分,又将原有的组分通过一系列生化反应变为废料,排出体外,并伴有能量变化。熵作为一种状态函数,其改变值可正可负,所谓负熵是指生命通过各种能量交换传递使体内或局部熵减小。

1943 年,薛定谔在都柏林三一学院所作的讲演中首次利用热力学和量子力学理论来解释生命的本质,提出了负熵的概念。他指出:一个生命有机体的熵是不可逆地增加的,并趋于接近最大值的危险状态,那就是死亡。生命体作为一个非平衡的开放系统要摆脱死亡,从物理学的观点看,惟一的办法是从环境中不断吸取负熵来抵消自身的熵增加,可见有机体是依赖负熵维生的。更确切地说,新陈代谢的本质是使有机体成功地消除当自身活着的时候不得不产生的全部熵,从而使自身维持在一个稳定而又较低熵的水平上。如果说熵是无序性的量度,则可以认为负熵是有序性的描述。因此生命体为了维持生命而不得不从外界吸取某种意义上的秩序。但是在外界条件变化到某一特定阈值时,量变可能引起质变,系统通过不断地与外界交换能量和物质,就可从原来的无序状态,转变为一种时间、空间或功能上的有序状态,这种非平衡态下新的有序结构,称为耗散结构。所以,生物有机体为保持低熵的稳定状态就必须不断地与环境进行物质交流,吸进负熵以维持生命。

2 熵理论在病理学中的应用

对于细胞的正常生存与病变过程也可以引入熵理论。随着各门学科的飞速发展与相互渗透,对于核酸三维结构的认识及遗传信息的研究,使人们得以从基因表达调控理论的角度去认识和治疗疾病。在医学中,负熵对于癌症的研究也有意义。肿瘤细胞在某种情况下,表现出基因过度扩增、蛋白堆积、细胞无限增殖的无序状态。

3熵理论在抗癌机制中的应用

Kohler 和Milstein 证明,利用体细胞杂交法可获得分泌抗体的杂交细胞系。由于应用这一技术所获得的抗体来源于单一的抗体生成细胞所形成的杂种细胞克隆,所以称之为单克隆抗体。为了使操作过程比较准确,应该采用分子切割技术从组织中得到所需细胞。当导入的抗体素抑制癌细胞的恶变,削弱它的增殖时,细胞本身的混乱程度将会减小,趋向于稳定的低熵状态。这就相当于给体系内部输送了负熵,使体系趋于有序状态。

4 熵与人的情绪

人的情绪过激,如大喜、大怒、大哀、大乐,都不利于养生;从分子生物学的角度看,都是功能分子正常的有序结构被部分破坏;从熵的角度看,是导致了该部分结构的熵增加,还可能因其非线性相互作用,诱发其他组织的病变,形成生命之熵的反馈增长。

看了这些之后，大家今后一定要注重养生，让我们一起保护好自己的身体。

熵的应用和意义

浅谈熵的意义及其应用摘要：介绍了熵这个概念产生的原因，以及克劳修斯对熵变的定义式；介绍了玻尔兹曼从微观角度对熵的定义及玻尔兹曼研究工作的重要意义；熵在信息、生命和社会等领域的作用；从熵的角度理解人类文明和社会发展与环境的关系。关键词：克劳修斯熵玻尔兹曼熵信息熵生命熵社会熵 0 前言：熵是热力学中一个非常重要的物理量，其概念最早是由德国物理学家克劳修斯（R.Clausius）于1854年提出，用以定量阐明热力学第二定律，其表达式为 dS=(δQ/T)rev。但克劳修斯给出的定义既狭隘又抽象。1877年，玻尔兹曼（L.Boltzmann）运用几率方法，论证了熵S与热力学状态的几率W之间的关系，并由普朗克于1900给出微观表达式S=k logW,其中k为玻尔兹曼常数。玻尔兹曼对熵的描述开启了人们对熵赋予新的含义的大门，人们开始应用熵对诸多领域的概念予以定量化描述，促成了广义熵在当今自然及社会科学领域的广泛应用【1】【2】。 1 熵的定义及其意义由其表达式可知，克劳修克劳修斯所提出的熵变的定义式为dS=(δQ/T)rev ，斯用过程量来定义状态函数熵，表达式积分得到的也只是初末状态的熵变，并没有熵的直接表达式，这给解释“什么是熵”带来了困难。【1】直到玻尔兹曼从微观角度理解熵的物理意义，才用统计方法得到了熵的微观表达式：S=k logW。这一公式对应微观态等概出现的平衡态体系。若一个系统有W个微观状态数，且出现的概率相等，即每一个微观态出现的概率都是p=1/W，则玻尔兹曼的微观表达式还可写为：S=-k∑plogp。玻尔兹曼工作的杰出之处不仅在于它引入了概率方法，为体系熵的绝对值计算提供了一种可行的方案，而且更在于他通过这种计算揭示了熵概念的一般性的创造意义和价值：上面所描述的并不是体系的一般性质量和能量的存在方式和状态，而是这些质量和能量的组构、匹配、分布的方式和状态。玻尔兹曼的工作揭示了正是从熵概念的引入起始，科学的视野开始从对一般物的质量、能量的研究转入对一般物的结构和关系的研究，另外，玻尔兹曼的工作还为熵概念和熵理论的广义化发展提供了科学依据。正是玻尔兹曼开拓性的研究，促使熵概念与信息、负熵等概念联姻，广泛渗透，跨越了众多学科，并促

生活中的熵原理

工商管理（职教）学号：1157098 姓名：王骥生活中的熵原理我接触到熵这个概念应该是第一次吧，之前又听说这个词但是不是很清楚，而今我在大学物理课本上真正的接触的详细介绍的熵，但是我本人而言仍然不是很清楚这个概念，所以我要理解生活中的熵，参考了一些别人的结论。在生活中，熵增加原理所带来的结果看上去，它涉及的方面很广泛，在农业、科技、经济、工业等等。概括来说，就是你越是想让一个地方有序，就越是会导致总体的更加无序。你付出的努力越多，使用的技术越高级，所导致的总体无序程度就越大。在环境治理中，如果要把一处脏乱差的地方收拾干净，就需要把垃圾收集起来运到其他地方进行处理。在这个过程中垃圾的总量并没有减少，而垃圾的运输与处理的过程需要消耗能源产生污染，这其中的代价是由运输垃圾的距离所决定的。在这个过程中，我们难免会用到不同的工具，而这些工具我们需要提前生产制造。在制造这些工具的时候我们需要资金，劳动力，这样仍然会消耗一定的能量。所以在这个过程中所消耗的能量也同样会产生远大于生产所用的工具的废弃物。当然，运输和处理工具是能重复使用的，这样生产各种工具所产生的代价会均摊到每一次使用的过程中。垃圾的各种处理方法也是类似的过程，所以垃圾从你面前移走后就会就此消失这只是个幻想，这样一来等外面没地方了它就会重新堆积回我们的面前。所以在这个过程中熵还是增加的。在我们学习过程中，例如要把很多散乱文章进行整理，如果我们用手写进行整理的话。那么我们在这个过程中会用到好多纸张，可能会整理错误重新开始等等。这个过程是将很多无序的东西处理来趋向于有序，也就是说熵减少了。但是在这个过程中我们使用的工具有钢笔、墨水、纸张。在生产这些的过程中会产生废水、废气，产生污染环境的一些物质。这样就会导致更多废物，消耗更多的能量，而这些能量和废物的产生量可能远远大于我们将散乱的文章整理成一个有序的东西，熵在表面看起来是减少了，但是事实上怎样呢？我们整理好之后那些散乱的文章就会成为废物，若不扔掉就会占有更多的地方，会更乱；那些为了整理这个而消耗其他能量所产生的废物占用

自然资源3

习题一三、问答 1.如何理解自然资源“可更新”与“不可更新”的相对性。（1）关键在于更新速率的差异。人类历史尺度与地质历史尺度的不同。天然可再生性常取决于人类的利用水平或强度。（2）不可更新资源和可更新资源间的划分界线，更多地取决于人类认识和开发程度而不是自然现实。（3）部分自然资源的“可更新”性维持与人为干预有密切关系。 (4)某些“可更新”资源在一定时空上可能被看作“不可更新资源” 2.论述中国自然资源基本特点及面临的主要挑战。基本特点（1）总量大、类型多 ——从耕地、森林、草地、水资源、矿产资源、水能、太阳能、煤炭资源、生物多样性等方面体现 (2)人均资源量少 ——从人均耕地、森林、草地、水资源、矿产资源、水能、煤炭资源等方面体现(3)空间分布不均 ——东西差异：耕地、森林、水资源（东部）；能源、矿产、草地（西部） ——南北差异：耕地、能源（北方）；有色金属、水资源（南方） (4)资源禀赋欠佳 ——除林地资源外，大部分资源质量较差 (5)资源潜力可观 ——地质演化历史复杂，成矿条件良好，预示着巨大的找矿远景和资源潜力； ——存在着大量矿产资源调查的空白区：西部地区和东部地区的深部地段（矿山：700-1000m） ——能源和矿产资源利用率低，资源节流潜力巨大。面临挑战 (1)矿产资源

——供给保障程度不足 ——需求压力持续增大 (2) 耕地资源 ——耕地面积不断减少：城市化工业化驱动；水土流失、沙漠化 ——人均耕地面积锐减（3）水资源 ——短缺、浪费现象严重 3.阐述资源消耗的环境后果。（1）温室气体积聚与气候变化（2）土地退化：①土地侵蚀（水土流失）；②土地沙漠化；③土地盐碱化。④土地次生潜育化。⑤土地污染。（3）水环境与淡水生态系统退化（4）森林与物种多样性减少（5）生态系统健康的挑战 4.比较“热寂”说与耗散结构论，论述基本观点差异。 “热寂”①“熵增加原理” ②物质和能量守恒，自然资源是低熵物质，被利用后变成高熵废物。 ③在自然界中占统治地位的趋向是能量转变为热而使温度趋于相同，最终导致所有物体的工作能力减小到零，达到热死状态。 ④把宇宙看作一个孤立的绝热系统，在这系统中热的正向变化总是大于负向变化，因此宇宙热量的总和向一个方向变化而趋于最终状态。宇宙中熵不断增大的一种极限状态。耗散结构论（1）事实与熵定律推论和“热寂”说相反，原因在于人地系统是开放的，与外界交换能量、物质，形成足够的负熵流。（2）耗散结构——开放系统能够远离均衡态而产生有序、稳定的结构。（3）耗散结构不断消耗来自外界的物质能量，同时向外界扩散消耗产物，是一种活的有序结构，此运动过程即自组织现象（4)人地系统是典型的远离均衡态的耗散结构系统，人的主动能动作用，会推动着人地系统走向更进步、更有序，完全可以对付自然资源极限问题。

【关于生命系统熵势函数的建立及应用】生命是熵减

【关于生命系统熵势函数的建立及应用】生命是熵减摘要：依据非平衡非线性系统理论的广义势函数，建立了可描述生命系统的熵势及其表达式，作为应用，分析了生命系统的相变和生命机体内部的熵力。关键词：生命系统；熵势；非平衡相变；熵力：Q111；0415.3 ：A ：1007-7847(xx)01-0016-05 自然界的实际系统千差万别，它们可以是物理系统、化学系统、生物系统等，它们在平衡态和近平衡态已归入一个广泛的统计热力学的理论体系．这个理论的普遍性的一个重要原因是存在着广泛定义的势函数，如平衡系统的熵、自由能或线性非平衡系统的熵产生、超熵等等，生命系统是个远离平衡的非线性系统，非平衡理论告诉我们，远离平衡的非线性系统中存在一个广义势函数．这个势函数是个Lyapunov函数，满足Lvapunov稳定性准则，因此生命系统是个相对稳定的系统，本文依据非平衡系统理论的广义势函数，建立了可以描

述生命演化的势函数――熵势，经过对生命系统的分析，发现有一个尖拐型突变函数正好对应于熵势，并把它作为生命系统的特性函数加以应用，即用熵势来研究生命系统的相变特点和生命机体内部的作用力，得出了有意义的结论，为从整体上认识生命系统提供一种较科学的方法。 1 生命系统的特性函数――熵势生命系统是远离平衡的非线性系统，其熵势可以通过非平衡系统理论的广义势函数建立起来，非平衡系统既可用确定性演化方程描述也可用随机性演化方程描述，下面首先从随机层次建立广义势函数，再推广到生命系统的熵势，并根据生命系统的特点寻找能描述生命进化的熵势表达式。 1.1 非平衡系统的广义势函数

非线性科学和统计物理的研究告诉我们，一个小的随机力不仅仅对原有的确定性方程的结果产生微小的变化，它还能出乎意料的产生重要得多的影响，在一定的非线性条件下它能对系统演化起决定性作用，甚至 __改变宏观系统的命运，另一方面，这种无规的随机干扰并不总是对宏观秩序其消极破坏作用，在一定条件下它的相干运动可能在建立系统的“序”上起到十分积极的创造性作用。描述远离平衡的非线性复杂系统的这种随机性常用含多变量的郎之万方程(LE)，即 (6)中的首项不仅在弱噪声情况下确定了FPE的定态性质，而且支配相应的确定性系统的Lyapunov性质，称其为非平衡系统的广义势函数， 1.2 生命系统熵势的建立爱因斯坦关系为：

熵与人体

熵与人体摘要：熵是一个古老而又年轻的概念,虽然教材上内容不多，但它有极强的生命力及非常广的应用。本文首先补充了如耗散结构、负熵等关于熵的一些热力学概念以及从热力学第二定律推导出的应用于生物体的两个公式，然后对熵与人的疾病（如感冒、肿瘤）、衰老、生、死等现象的关系做出了一些浅显的说明。关键字：熵人体熵变 1864年，根据热力学第二定律，法国物理学家克劳修斯在《热之唯动说》一书中，首次提出一个物理量和新的态函数——熵。1877年玻耳兹曼从现微观角度对熵做出了统计解释，首次提出了熵公式 S=klnΩ， 1943年，薛定谔在《生命是什么》一书中首先提出了负熵的概念，指出有机体是依赖负熵为生。从此，生命与熵进入了众多科学家研究的视野。一．熵变概念的拓展： ①耗散结构：对于一个热力学过程,其熵变为ｄＳ=ｄＱ/Ｔ.如果过程是不可逆的,则ｄＳ>0. 在如何阐明生命有机体自身的进化过程时提出了耗散结构的概念。耗散结构是指当体系处于非平衡时，通过体系与外界交换能量和物质而形成和维持的一种稳定化了的宏观体系结构。它突破了热力学定律只适用孤立系统的限制，将其运用到开放系统。一个正常的生命体现可视为一个处于非平衡的开放系统，即是一个耗散结构。在开放系统中, 普利高津（Pringogine）将熵变写成

dS=diS+deS(1) diS表示系统内不可逆过程导致的熵产生,deS表示熵流。热力学第二定律指出,diS恒为正,是熵变的正增量。deS可为正,也可为负。对于孤立系统,des=0,热力学第二定律可写成dS=diS≥0；对于开放系统,当deS为负值(负熵流)且｜deS｜>｜diS｜时,则有 dS=diS+deS≤0，即负熵流可使总熵减少,由相对无序状态向相对有序状态发展；若dS=0,有diS=-deS,系统处于有结构的平衡状态。 ②负熵：Ω是无序的度量，它的倒数1/Ω可以作为有序的一个直接度量，玻尔兹曼的方程式还可以写成这样：-S=kln(1/Ω),即负熵。负熵的来源有两类：一类是“有序来自无序”即有机体吸收外界无序经过加工变为自身有序，这就是所谓“加工成序”，如氧气。另一类是“有序来自有序”即将从外界获得的秩序进行同化变成自身的秩序，这就是所谓“同化成序”，如，碳水化合物、液态水等。有机体生成过程就是从外界吸收这些低熵物质并消耗以满足正常生命活动和脑力活动需要，同时产生大量废渣等高熵物质，如CO2：、尿、汗及其他排泄物，以此来与熵增作斗争。 ③熵具体应用于生物体根据开放系统的热力学理论可以算出,其熵变ΔS=ΔQ/T- μjΔeNj/Ｔ- μjΔiNj/T(2).式中,ΔＱ代表生命系统与外界环境交换的总热量,ΔeNj代表生命系统与外界所交换的第ｊ种组元物质的摩尔数,ΔiNj代表生命系统内部各种生化反应所引起的第ｊ种组元物质摩尔数的增加,μj为第ｊ种组元物质的化学势,Ｔ为生命系统(人)的温度。如果我们用ΔＱ吸表示生命系统从外界吸收的热量,用ΔＱ放表示生命系统向外界放出的热量;用Ｓ0表示生

熵增加原理

熵增加原理热力学第一定律是能量的定律，热力学第二定律是熵的法则．相对于“能量”，“熵”的概念比较抽象．但随着科学的发展，“熵”的意义愈来愈重要．本文从简述热力学第二定律的建立过程着手，从各个侧面讨论“熵”的物理本质、科学内涵，以加深对它的理解． “熵”是德国物理学家克劳修斯在1865年创造的一个物理学名词，其德语为entropie,简单地说，熵表示了热量与温度的比值，具有商的意义．1923年5月25日，普朗克在南京的东南大学作“热力学第二定律及熵之观念”的学术报告时，为其作现场翻译的我国著名物理学家胡刚复根据entropie的物理意义，创造了“熵”这个字，在“商”旁加火字表示这个热学量．一、热力学第二定律１．热力学第二定律的表述 19世纪中叶，克劳修斯（Ｒ．Ｅ．Ｃｌａｕｓｉｕｓ，德，1822—1888）和开尔文（ＫｅｌｖｉｎＬｏｒｄ即Ｗ．Ｔｈｏｍｓｏｎ，英1824—1907）分别在证明卡诺定理时，指出还需要一个新的原理，从而发现了热力学第二定律．克劳修斯1850年的表述为，不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化．1865年，克劳修斯得出了热力学第二定律的普遍形式：在孤立系统中，实际发生的过程总是使整个系统的熵值增加，所以热力学第二定律又称“熵增加原理”．其数学表示为ＳB－ＳA＝，或ｄＳ≥ｄＱ／Ｔ（无穷小过程）．式中等号适用于可逆过程．开尔文1951年的表述为，不可能从单一热源吸热使之完全变成有用的功而不引起其他变化，开氏表述也可以称为，第二类永动机是不可能造成的．所谓第二类永动机是指能从单一热源吸热，使之完全变成有用的功而不产生其他影响的机器，该机不违反热力学第一定律，它能从大气或海洋这类单一热源吸取热量而做功．２．热力学第二定律的基本含义热力学第二定律的克氏表述和开氏表述具有等效性，设想系统经历一个卡诺循环，可以证明，若克氏表述不成立，则开氏表述也不成立；反之，亦能设想系统完成一个逆卡诺循环，如果开氏表述不成立，则克氏表述也不成立．克氏表述和开氏表述直接指出，第一，摩擦生热和热传导的逆过程不可能自动发生，也就是说摩擦生热和热传导过程具有方向性；第二，这两个过程一经发生，就在自然界留下它的后果，无论用怎样曲折复杂的方法，都不可能将它留下的后果完全消除，使一切恢复原状．只有无摩擦的准静态过程被认为是可逆过程．

熵增加原理在组织系统中的科学应用

熵增加原理在组织系统中的科学应用［摘要］论文将广义熵增加原理应用于组织系统，分析了热熵和信息熵的博弈关系，并根据组织运行的实际情况提出了降低组织系统熵值的途径，这对于有效降低组织系统的不确定度和无序度有积极的意义。［关键词］组织热熵信息熵熵增加博弈组织膨胀是现代社会的一个普遍现象。人们一般比较关注组织的人员、物质、能量等，而很少去关注组织系统的熵增加问题。实际上，对于一个组织系统来说，熵值越大，无序度（混乱度）就越大，内耗加剧，绩效就会越低，进而影响组织的生存与发展。目前有不少专家、学者研究了组织系统的熵值，主要集中于管理熵，组织架构对于熵值的影响等。例如，马扬等（2004）从熵理论的基本原理出发，探讨了科研组织管理熵的内涵与特征，分析了影响科研组织管理熵流的基本因素，建立了相应的计量模型，对科研组织的管理工作提出了新的理论思考[1]；高璇等（2004）以复杂系统中的“熵定律”来阐述企业组织的一些结构特征及行为规律，并以此理论为基础探讨企业的可持续发展之路[2]；张言彩（2003）把熵理论的时效熵和质量熵概念应用于组织结构的优化设计，从量化的角度，以通用电气集团公司和国际商用机器公司的组织结构为例，比较两公司组织结构的时效熵和质量熵，得出通用电气集团公司的组织结构有序度优于国际商用机器公司组织结构有序度的结论[3]；辛志红等（2006）分析了开放系统中子系统信息与系统信息之间的关系，建立了企业组织系统演进的熵模型[4]；艾新波等（2005）分析了组织结构对组织内部信息流的影响，从信息流的时效性和准确度两方面构建了组织结构的有序度评价模型，通过引入信息流的时效和质量的概念，对比分析塔式结构和扁平化结构的有序度，得出扁平化结构有序度优于塔式结构有序度的结论[5]。本文试图将广义熵增加原理应用于组织系统，通过分析热熵和信息熵对组织运行的影响，进而探究降低组织系统熵值的措施，开辟一条从新的角度、新的视野去研究组织系统得以有序运行的途径。 1.广义熵增加原理[6-10] 熵（克劳修斯称之为“entropy”）是组成系统的微观粒子的无序性（或混乱度）的量度。一般认为，熵有热力学熵和信息熵两种形式。 1.1热力学熵（Energetic Entropy）。熵在物理学中用S表示，它是热力学几率W的函数，即S=f(W)。克劳修斯从宏观角度论述了热力学熵增加原理，他指出：当热力学系统从一个平衡态I（Initial）经过绝热过程到达另一个平衡态T

人生与熵(究竟的开始)

人生与熵（究竟的开始）物理学有一个高度概括的定律，就是关于熵的定理，大意是这样的：任何物体（物质）在没有吸收外界能量的条件下，总是朝熵增加的方向变化。所谓熵，指的就是无序的程度。无序的程度越高，熵值越大。这个熵的定律通俗地解读，就是说，任何物体想提高其有序性，必须吸收更多的能量。之所以说这是一个高度概括的定律，是因为这个定律反映了宇宙界的一个普遍的现象，适合于有机界、无机界，适合于自然界，也适合于社会，适合于生命物质，也适合于非生命物质。与“物质是运动的”，“物质运动具有波动性”诸如此类的哲学例题有点类似，具有高度的概括性和普适性。所以，把关于熵的定律提高到哲学定律的高度也未尝不可。将这个定律换一种说法，就是你想把某个东西变得更高级（更好，更有序），你得对它做功！更为通俗的说法还有：天上不会掉馅饼下来；世上没有免费的午餐；想要收获，必须有付出；天道酬勤；等等。反过来说，你不想对它做功，它会自然向熵增大的方向发展。所以，自然界就存在下面司空见惯的现象：打碎一只碗比烧制一只碗容易得多；把一堆码好的积木踢散比收拢它们并码放整齐容易得多；一个人死去并腐烂只要几天时间，但长成人却要几十年时间；

学好三年，学坏三天；建好一幢大厦要几年，烂毁它只要几秒；搞好一个企业要数十年持之以恒，但搞垮它也许只要几十天。事实上，世界的物质存在两种变化，一种是向有序方向发展，另一种相反。两种变化相互转化。打一个比方：一粒种子可以发芽生长成一棵大树，这是朝着熵变小的方向发展，但有一天开始，这棵树开始枯萎，最后死亡，腐烂成泥，这是朝熵增大的方向发展。这种相互之间的变化周而复始，构成了一个基本的运动周期。那么为什么有的时候或有的物质能够向有序化发展，而有的时候或其它物质却相反呢？物理学家发现，要想使物质朝有序化方向发展，这个物质必须具备一种特殊的结构，即耗散结构：即具备能够吸收外界能量并实现能量有效转化的结构。一个最为简单的耗散结构包括以下几个基本组成部分：入口结点、能量转化功能、出口结点。打一个比方，健康的人个体就是一个耗散结构：嘴为能量入口，体内器官为能量转化功能器，肛门等排泄器官则为出口。一个耗散结构能够实现吸收外界能量，将一部分转化为提高自身能级的能量留在体内，剩余的能量则通过出口排出体外。所以，从熵的定律及耗散结构理论角度来说，生命的本质就是耗散结构。如果耗散结构遭到了破坏，个体无法实吸收外界能量的功能，则意味着生命的终结！

人口、资源与环境之间的关系

人口、资源、环境与可持续发展中国社会科学院人口与劳动经济研究所田雪原自从构建和谐社会提出以来，以人为本，全面、协调、可持续的科学发展观，全面建设小康社会，和谐社会彼此之间是什么关系，引起理论界关注。具有较多共识的是：以人为本是总的思想纲领，全面建设小康社会是和当前和谐社会中的一个阶段，剩下来最重要的是可持续发展与和谐社会之间的关系。我以为，可持续发展侧重的是人与自然之间关系的协调，和谐社会侧重的是人与人之间关系的协调，二者之间又存在着某种必然的联系。当前构建和谐社会核心是公平问题，不仅是分配上的公平，更重要的是资源占有上的公平；制度是关键，发挥政府主导作用建立和健全对资源占有和分配的公平制度；重点是向弱势群体倾钭，保证各阶层群体享有同等的权利和发展的条件；前提是经济发展，只有经济的不断发展才能为和谐社会的构建提供物质保障。从这样的认识出发，可以说，可持续发展是构建和谐社会的基础，不打好这个基础，和谐社会就建立不起来或者建立起来也不能巩固。因此，可持续发展与构建和谐社会一脉相承、相辅相成，坚持并切实推进人口、资源、环境可持续发展战略，就是为构建和谐社会打造基础。一、可持续发展总体框架结构迄今为止，可持续发展战略主要涉及人口、资源、环境、经济发展和社会发展五个领域。这五者在可持续发展中处于怎样的位置，彼此之间是什么关系，立足于环境，主张“生态核心论”者有之；强调人口因素的作用，主张“人口中心论”者有之；认为经济是包括可持续发展在内的一切发展的基础，主张“经济决定论”者有之，等等。我们以为，这五个方面在可持续发展中的基本关系，可如下图1所示：图1 人口、资源、环境、经济、社会发展在可持续发展中的位置和关系上图1中，实线“——”表示要素之间直接作用关系，虚线“……”表示要素之间间接作用关系。宏观上可概括为：资源是可持续发展的起点和条件，人口是总体可持续发展的关键，环境是可持续发展的终点和目标，经济发展和社会发展则是宏观可持续发展的途径和调节器。资源——可持续发展的起点和条件。从资源角度审视发展，包括可持续发展在内的一切发展，都可归结为资源的物质变换：自然资源的物质变换，社会资源的物质变换，更多的是自然资源与社会资源相结合的物质变换。因而没有资源的物质变换便谈不上发展，资源是可持续发展的起点和条件。人口——总体可持续发展的关键。没有人类参与的自然资源进行的物质变换，是自然进化；只有人类参与并且按照人的目的进行的物质变换，才称上我们所说的发展和可持续发展。按照联合国环境与发展委会员在1987年《我们共同的未来》报告中的解释，可持续发展是“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”，从代际关系上定义可持续发展取得较多共识，确立了以人为本的可持续发展宗旨。发展是可持续还是不可持续，紧紧同人口变动，包括人口数量、质量、结构联系在一起。通过人口的生产活动和社

生命过程与生物熵

生命过程与生物熵作者：马远新安虎雁毛莉萍【摘要】利用耗散结构理论通过生物熵在生命过程的变化分析，建立了正常生命过程的生物熵变数学模型，并对模型的数值变化进行了分析，探讨了生命过程中负熵流与熵增的变化趋势以及原因。【关键词】生物熵；耗散结构；生命过程 1864年法国物理学家克牢修斯提出了一个物理量和新函数——熵，熵是热力学系统的态函数，在绝热系统中熵变永远不会为负。统计物理学研究表明,熵就是混乱度的量度。20 世纪60 年代,比利时普利高津提出了耗散结构理论（把那些在非平衡和开放条件下通过体系内部耗散能量的不可逆过程产生和维持的时-空有序结构称为耗散结构）,将熵推广到了与外界有能量交换的非平衡态热力学体系。熵的内涵不断扩大,逐渐形成了热力学熵,黑洞熵、信息熵等概念［1］。这种广义熵的提出, 阐明了非平衡态与平衡态热力学体系熵的本质是一致的,均受熵定律支配,从而也揭示了物理系统与生命系统的统一性［2］。各生命体的生命活动过程是具有耗散结构特征的、开放的非平衡系统, 生命现象也与熵有着密切关系, 生命体和一切无机物的一个根本区别是它具有高度有序性。根据这一特点用“熵”来描述生命是较

为恰当的。引入广义熵的概念来度量生命活动过程的质量, 称为生物熵。本研究将耗散结构理论用于生命过程的研究,建立了生物熵随年龄正常变化的宏观数学模型, 用以描述生命过程的熵变。 1 生命的自组织过程中的公式模拟一个无序的世界是不可能产生生命的，有生命的世界必然是有序的。生物进化是由单细胞向多细胞、从简单到复杂、从低级向高级进化，也就是说向着更为有序、更为精确的方向进化，这是一个熵减的方向，与孤立系统向熵增大的方向恰好相反，可以说生物进化是熵变为负的过程，即负熵是在生命过程中产生的。但是生命体是"耗散结构"，耗散结构认为一个远离平衡态的开放体系，通过与外界交换物质和能量，在一定条件下，可能从原来的无序状态转变为一种在时间、空间或功能上有序的状态，这个新的有序结构是靠不断耗散物质和能量来维持的。生命体通过不断与外界交换物质、能量、信息和负熵，可使生命系统的总熵值减小,从而有序度不断提高,生命体系才得以动态地发展。生物进化是个熵变为负的过程，即负熵是在生命过程中产生的。一个系统由无序变为有序的自然现象称为自组织现象。自组织现象可以通过下面过程说明：

206期末复习—自然资源学

自然资源学原理2016年初期末复习 P24自然资源的概念是人类能够从自然界获取以满足其需要与欲望的任何天然生成物及作用于其上的人类活动结果。自然资源是人类社会取自自然界的初始投入。自然资源的概念包括以下含义：自然资源属于天然生成物自然资源是有人来界定的自然资源的范畴是不断扩大自然资源与文化背景有关自然资源与自然环境及相互联系又有区别自然资源不仅是自然科学概念，也是人文科学概念（是文化的函数） P30不可更新资源可得性的度量 1)资源基础：指矿产资源的潜在最大数量。估算某些特殊非燃料矿物资源基础的方法：是用这些矿物元素的丰度或者克拉克值乘以地壳的总质量。 2)探明储量：是指已经查明，并认为在当前的需求、价格和技术条

件下具有经济开采价值的矿产资源藏量。 3)条件储量：也是指已查明的储量，但在当前价格水平上，以现有的采掘技术和生产技术来开采是不经济的。这种储量不是静止不变的。 4)远景资源：是目前仅做了少量勘察和试探性开发而未查明的藏量，但可望将来有大的发现。 5)理论资源：指那些被认为具有充分有利的地质条件，但迄今尚未勘探或极少勘探的地区可能会发现的矿藏。估计理论资源的方法是根据已勘探地区过去的发展模式外推。 6)最终可采资源：探明储量、条件储量、远景资源和理论资源总和的统称。 P33影响探明储量的因素 1)利润要求和勘探政策 2)技术、知识和工艺的可靠性。 3)需求水平4)开采成本 5)资源产品价格 6)替代品的可得性与价格（探明储量和条件储量区别见P34）注1：探明储量和条件储量是相对的概念，它们之间的界限---经济可行性界限在不断的发生变化，这种变化主要受技术革新、价格与需求刺激、经济和政策环境影响。注2：探明储量和条件储量的共同特点是“已查明”，但查明的确定程度不定，即使是已经密集勘探，对范围、质量、地质特征均已确定的储量估计仍有近20%的误差。

如何理解自然资源的概念和性质

自然资源的定义和性质自然资源是人类生存与发展的基础，随着我们生活环境的恶化以及自然资源的短缺，人们开始认识和关注自然资源。自然资源是一个庞大的集合名词,它所涉及的内涵较广。由于学科特点和研究目的不同,各学科研究自然资源的侧重点和方向也不同,对自然资源的科学定义及其内涵也不近相同。目前,对自然资源的研究有三大方向,即地理学方向、经济学方向和生态学方向。地理学者自然资源是存在于自然环境中可以被人类所利用,并能给人类带来利益的地理要素以及这些要素相互作用的产物；经济学者认为人在其自然环境中发现的各种成分,只要能以任何方式为人类提供福利的都属于自然资源；生物学者则认为自然资源是对于人类所需要的能量和物质。可以看出，虽然不同领域学者对自然资源的侧重点不同，但是都有一个共同点，那就是被人类所用或为人类服务。下面从各个学科角度来认识自然资源的定义的发展。首先看地理学者下的定义。1.较早给自然资源下较完备定义的是地理学家金梅曼(Zim-mermann,1951),他在《世界资源与产业》一书中指出,无论是整个环境还是其某些部分,只要它们能(或被认为能)满足人类的需要,就是自然资源.他的“自然资源”是一个主观的、相对的、从功能上看的概念。2.萨乌式金认为:自然资源是自然环境的各个要素,这些要素可以用作动力生产、食物和工业原料。3.伊萨德认为,自然资源是人类用来满足自身需求和改善自身的净福利的自然条件和原料。4.20世纪80年代中期我国一些学者认为:“自然资源是指存在于自然界中能被人类利用或在一定技术、经济和社会条件下能被利用来作为生产、生活的物质、能量的来源,

或是在现有生产力发展水平和研究条件下，为了满足人类的生产和生活需要而被利用的自然物质和能量。”这个概念相比之前对自然资源的定义来讲，更为详细，也更全面。5.我国着名地理学家牛文元给自然资源下了如下定义:人在自然介质中可以认识的、可以萃取的、可以利用的一切要素及其组合体,包含这些要素相互作用的中间产物或最终产物;只要它们在生命建造、生命维系、生命延续中不可缺少,只要它们在社会系统中能带来合理的福祉、愉悦和文明,即称之为自然资源。接下来看一下国内外一些书籍表达的观点:1《大英百科全书》的定义是:“被人类可以利用的自然生成物,以及生成这些成分的源泉的环境功能.前者如土地、水、大气、岩石、矿物、生物及其群集的森林、草地、矿藏、陆地、海洋等;后者如太阳能、地球物理的环境机能(气象、海洋现象、水文地理现象),生态学的环境机能(植物的光合作用、生物的食物链、微生物的腐蚀分解作用等),地球化学循环机能(地热现象、化石燃料、非金属矿物的生成作用等).”该定义明确指出环境功能也是自然资源,把周围自然条件也看作是资源,从本质上反映了地理学家对自然资源的认识。2《辞海》一书关于自然资源的定义是“一般天然存在的自然物(不包括人类加工制造的原材料),如土地资源、矿藏资源、水利资源、生物资源、海洋资源等,是生产的原料来源和布局场所.随着社会生产力的提高和科学技术的发展,人类开发利用自然资源的广度和深度也在不断增加.”这个定义强调了自然资源的天然性,还指出了空间(场所)是自然资源。接下来是经济学者对自然资源的认识：年联合国环境规划署(UNEP)指出:“所谓自然资源,是指在一定时间、地点条件下,能够产生经济价值的、以提高人类当前和未来福利的自然环境因素和条件.”这些定义是突出其经

理想气体混合熵的计算

理想气体混合熵求混合过程的熵变，原则是把混合前的每种气体看成子体系，混合后的体系为总体系，总体系的混合熵等于各子体系混合熵变之和，AS 总=工△子。为了讨论方便，我们先看两种理想气体的混合过程。 B(g)(nB,pB,VB,TB)。抽开隔板，开始混合，混合后的总体系，其状态(终态)为n=nA + nB, V=VA + VB 。现在还有T 和p 不知道。先求T 。一般混合，可以看成绝热过程，即 AB 只是互相交换能量，而与环境没有能量(热量)的交换。所以， A 气体放的热量，等于B 气体吸收的热量, 反之亦然。设混合后的体系的温度为T _ nACp.m (A )(T - T A ) - _ T B ) nRT P 二 --------- 求出T 之后，据 1 ，可以计算出混合后总体系的压强。求出总压强之后，再根据分压定律，求出气体 A 和B 在总体系中的分压强PA '和PB : 加 Cpm(⑷％ + HB C"⑻ T E 设有两种气体A(g)、 A(g)(nA,pA,VA,TA)和现在就可以求混合熵了: 幻+勿

从此式中，可以看出，二组分理想气体的混合熵，是各自pVT 变化熵的加和。特别是，化学反应中的混合，常常是等温等压条件下的混合，即混合前后子体系与总体系的温度和压强均不发生变化，这种情况下求混合熵就更简单。 E4 式中，（A 气体的体积分数）在定压条件下等于 A 气体的摩尔分数yB 所以，若有k 种理想B 气体定温定压混合，过程的混合熵为仏二-R 若血1吨） =^A AS4 + AS 二 T Cp r m （j4） 111 ■ P A ■ 3启 T 4用（￡）hi —— T ? T Cv r m （A ）In — T A ■ + /?ln — V A ■ ■ T Cv, ill — T B ■ ■ v + 7?ln — V B ■ 6S =

熵增加原理

熵增加原理：在孤立系统中，一切不可逆过程必然朝着熵的不断增加的方向进行，这就是熵增加原理（principleof entropy increase）。熵增加原理是热力学第二定律的又一种表述，它比开尔文、克劳修斯表述更为概括地指出了不可逆过程的进行方向；同时，更深刻地指出了热力学第二定律是大量分子无规则运动所具有的统计规律，因此只适用于大量分子构成的系统，不适用于单个分子或少量分子构成的系统。编辑本段正文利用绝热过程中的熵是不变还是增加来判断过程是可逆还是不可逆的基本原理。利用克劳修斯等式与不等式及熵的定义可知，在任一微小变化过程中恒有，其中不等号适于不可逆过程，等号适于可逆过程。对于绝热系统，则上式又可表为dS≥0。这表示绝热系统的熵绝不减少。可逆绝热过程熵不变，不可逆绝热过程熵增加，这称为熵增加原理。利用熵增加原理可对热力学第二定律理解得更深刻： ⑴不可逆过程中的时间之矢。根据熵增加原理可知：不可逆绝热过程总是向熵增加的方向变化，可逆绝热过程总是沿等熵线变化。一个热孤立系中的熵永不减少，在孤立系内部自发进行的涉及与热相联系的过程必然向熵增加的方向变化。另外，对于一个绝热的不可逆过程，其按相反次序重复的过程不可能发生，因为这种情况下的熵将变小。“不能按相反次序重复”这一点正说明了：不可逆过程相对于时间坐标轴肯定不对称。但是经典力学相对于时间的两个方向是完全对称的。若以-t代替t，力学方程式不变。也就是说，如果这些方程式允许某一种运动，则也同样允许正好完全相反的运动。这说明力学过程是可逆的。所以“可逆不可逆”的问题实际上就是相对于时间坐标轴的对称不对称的问题。 ⑵能量退降。由于任何不可逆过程发生必伴随“可用能”的浪费（见“可用能”）。对于绝热不可逆过程，熵的增加ΔS必伴随有W贬的能量被贬值，或称能量退降了W贬。（说明：对于非绝热系统，则系统与媒质合在一起仍是绝热的，因而能量退降概念同样适用。）可以证明，对于与温度为T0的热源接触的系统，W贬=T0ΔS。由此可见，熵可以作为能量不可用程度的度量。换言之，一切实际过程中能量的总值虽然不变，但其可资利用的程度总随不可逆导致的熵的增加而降低，使能量“退化”。被“退化”了的能量的多少与不可逆过程引起的熵的增加成正比。这就是熵的宏观意义，也是认识第二定律的意义所在。我们在科学和生产实践中应尽量避免不可逆过程的发生，以减少“可用能”被浪费，提高效率。 ⑶最大功原理、最小功。既然只有可逆过程才能使能量丝毫未退化，效率最高，所以在高低温热源温度及所吸热量给定情况下，只有可逆热机对外作的功最大，这称为最大功原理。与此类似，在相同高低温热源及吸放热量相等的情况下，外界对可逆制冷机作的功最小，这样的功称为“最

自然资源总结

自然资源：自然资源是人类能够从自然界获取以满足其需要的任何天然生成物及作用于其上的人类活动结果，自然资源是人类社会取自自然界的初始投入。自然资源的概念包含的：自然性，有人类界定，相对性，人的需要与经济地位和文化背景有关，自然资源不仅是自然科学的概念，也是一个人文科学的概念。自然资源与自然环境的联系与区别：前者指人类周围所有客观存在的自然要素，是人类赖以生存、发展生产所必需的自然条件和自然资源的总称。后者则是从人类能够利用以满足需要的角度来认识和理解这些要素存在的价值。自然环境既为人类提供了生存环境，也为人类生存提供了必要的资源。自然资源是自然环境的重要组成部分。资源基础：指矿产资源的潜在最大数量。估算某些特殊非燃料矿物资源基础的方法是，用这些矿物元素丰度或者克拉克值成一地壳的总质量。探明储量：已经查明，并认为在当前的需求，价格和技术条件下具有开采价值的矿产资源储量。探明储量受以下因素：利润要求，勘探政策，技术知识和工艺的可得性，需求水平，开采成本，资源产品的价格，替代品的可得性。条件储量：已查明，但在当前价格水平上，以现有采掘技术和生产技术来开采是不经济的矿产资源藏量。影响条件储量的因素：经济可行性——技术革新、政治力量——政府的导向、市场力量——资源价格的变化（特尔非法）远景资源：是目前仅作了少量勘察和试探性开发而尚未查明的藏量，但可望将来有大的发现。可采资源：探明储量、条件储量、远景资源、理论资源。最大资源潜力：是指在其他条件都很理想的情况下，流动性自然资源能够提供有用产品或服务的最大理论潜力。承载能力：是指一定范围内的生境可持续供养的最大种群。设想：即应把资源利用限制在不是环境发生显著变化而使资源生产力得以长期维持的水平上，在这一点上它类似于持续能力吸收能力的概念。自然资源的基本属性：稀缺性，整体性，地域性，多用性，动态性，社会性。绝对稀缺：自然资源的总需求超过总供给时所造成的稀缺性。相对稀缺：当自然资源的总供给上能满足总需求，但由于分布不均均匀而造成的局部稀缺。自然资源从本质上说是自然环境和人类社会相互作用的一种价值判断与评价，是以人类利用为标准的。中国自然资源的基本特点：总量大，类型多。人均资源量少。资源禀赋欠佳，资源潜力可观。人口数量，资源消耗，环境影响成指数增长。相对稀缺的原因：人类的不合理利用，不适当的管理，人口增长过快，经济社会结构的不适应，科学技术的欠缺。地区性资源稀缺的原因：资源分布与经济发展差异造成的稀缺，地缘政治，贫困。生态系统研究的主要内容：生态系统的组成，结构，物质能量的联系，生产力，

熵及熵增加的概念及意义

熵及熵增加的概念及意义摘要：熵是热学中一个及其重要的物理概念。自从克劳修斯于1865年提出熵概念以来，由于各学科之间的相互渗透，它已经超出物理学的范畴。本文从熵的概念出发，简述了熵的概念和意义及熵增加的概念和意义，促进我们对熵的理解。关键词：熵；熵概念和意义；一．熵概念的建立及意义 1.克劳修斯对熵概念的推导最初，克劳修斯引进态函数熵，其本意只是希望用一种新的形式，去表达一个热机在其循环过程所必须的条件。熵的最初定义建立于守恒上，无论循环是否理想，在每次结束时，熵都回到它最初的数值。首先将此过程限于可逆的过程。则有 0d =?T Q 图1-1 闭合的循环过程公式0d =?T Q 的成立，足以说明存在个态函数。因此，对于任意一个平衡态，均可引入态函数——熵：从状态O 到状态A ，S 的变化为 ? =-A O T Q S S d 0S 为一个常数，对应于在状态O 的S 值。对于无限小的过程，可写上式为可逆)d ( d T Q S = 或可逆)d (d Q S T = 在这里的态函数S 克劳修斯将其定义为熵。不管这一系统经历了可逆不可逆的变化过程，具体计算状态A 的熵，必须沿着某一可逆的变化途径。这里不妨以理想气体的自由膨胀为例来说明这一点。 p V

设总体积为2V 的容器，中间为一界壁所隔开。图1-2 气体的自由膨胀初始状态时，理想气体占据气体为1V 的左室，右室为真空气体2V 。然后，在界壁上钻一孔，气体冲入右室，直到重新达到平衡，气体均匀分布于整个容器为止。膨胀前后，气体温度没有变化，气体的自由膨胀显然是一个不可逆的问题。对于此过程，是无法直接利用公式(1-1)来计算熵的变化的。但为了便于计算，不一定拘泥于实际所经历的路线。不妨设想一个联系初、终状态的可逆过程，气体从体积1V 扩展到2V 得等温膨胀。在此过程中，热量Q 全部转化为功W 。 ??===T W T Q Q T T Q d 1d ??===?V P V V T T W T Q S d 1d 2112ln V V nR = 计算中引用了理想气体状态方程 pV =nRT = NkT 时至今日，科学的发展远远超出了克劳修斯当时引进熵的意图及目标。熵作为基本概念被引入热力学，竟带来了科学的深刻变化，拓展了物理内容，这是克劳修斯所没有预料到的。 2.熵的概念熵，热力学中表征物质状态的参量之一，用符号S 表示，其物理意义是体系混乱程度的度量。 3.熵的性质及意义自然界中所有不可逆的过程不仅不能反向进行，而且在不引起其它条件的变化下，用任何方式也不能回到原来状态，这就表明，自发过程单向性或不可逆性并不由过程进行的方式和路径决定，而是由系统的初、终状态决定。所以，根据态函数的定义，不可逆的过程的单向性或不可逆性具有以上态函数的性质，因而熵就是用来表征这个态函数。熵的单位J/K 。熵具有以下两个性质：（1）熵是一个广延量，具有相加性。体系的总熵等于体系各部分的熵的总和。（2）体系熵的变化可分为两部分：一部分是由体系和外界环境间的相互作用引起的。另一部分是由体系内部的不可逆过程产生的。熵的物理意义可以这样来理解，在孤立的体系中进行不可逆的过程，总包含有非平衡态向平衡态进行的过程，平衡态与非平衡态比较，系统内运动的微观粒子更为有序，因此，系统的熵增加过程与从有序态向无序态转变有联系。熵越大的态，系统内热运动的微观粒子越

生命与熵

生命与熵摘要主要通过对克劳修斯熵和玻耳兹曼熵的讨论，把孤立系统的熵的概念延伸到开放系统，即生命系统中去，并分析生命系统的自然变化及患病变化的过程在本质上与熵的联系。关键词熵；生命过程；生命系统；耗散结构 1 克劳修斯熵与玻耳兹曼熵的讨论 1.1克劳修斯熵根据卡诺循环，可推出克劳修斯不等式，即dS ≥( dQ/T)。由于各种热力学过程其不可逆性都可以归结为热功转换的不可逆性，所以，克劳修斯不等式适用于各类热力学过程的方向及限度的判断。据此，热力学第二定律可归纳为“孤立系统中发生的任意过程总是向着熵增大的方向进行。”显然热力学第二定律对于生命系统来说是不正确的，这是因为生命系统不是一个孤立系统，它与外界既有能量交换也有物质交换。 1.2玻耳兹曼熵玻耳兹曼熵S = k lnΩ，k为玻耳兹曼常数，Ω为热力学概率，即某热力学状态对应的微观状态数，也就是系统处于该状态时混乱度的度量。这从微观上解释了熵增加原理所表示的孤立系统中热力学过程的方向性,相应于系统从热力学概率小的状态向热力学概率大的状态过渡, 直到热力学概率最大的平衡态为止。熵的本质就是系统无序度的量度，这不仅适用于孤立系统，同样适用于生命系统这个开放系统。 2生命系统的耗散结构

一些非生命物质的运动通常会自动趋向于热力学平衡状态，而生命现象，如生长、发育、结构进化等呈现出远离热平衡态。它们从环境中吸取能量，降低自身内部的熵值，获得结构和功能上更高的有序度，维持着耗散结构。作为开放系统的生命体内过程熵变可写作: dS = deS +diS ，其中deS 表示生命体通过代谢活动（与外界交换能量、物质和信息）由外界引入的净熵，其值可正可负；diS 表示生命体内部的熵产生，是由生命体内部各种不可逆过程（异化作用或同化作用）引起的，其值恒为正。生命活动正常与否可由dS =deS +diS 进行讨论,包括以下3种情况: （1）若dS/dt >0, 即diS/dt >-deS/dt ,这时生命体所引入的负熵流不足以抵消内部的熵产生,熵变为正,此时生命体将面临消亡，（2）若dS/dt =0, 即diS/dt =-deS/dt ,此时系统由外界吸取的负熵流抵消了内部熵产生,于是生命体处于正常稳态。（3）若dS/dt <0 ,即diS/dt < -deS/dt ,则系统由外界吸取的负熵流足够大,从而使生命体变得更有序而充满活力,生命体将进行和发展。基于第三种情况，有人提出了负熵的概念，即必须有足够大的负熵流（deS）供给生物体来抵消正的diS。如生物体吸取的食物,通常含有高度有序的低熵高分子，如淀粉、蛋白质等，而排泄出高熵物质，使熵不断流出（deS < 0），抵偿其内部由不可逆过程所产生的正熵（diS > 0）。 3生命过程中的熵变化 0 岁到10岁左右是生命成长发育的过程，生物体的结构从有序发展为更有序，此时dS应小于0，即|deS|< diS，系统得到负熵，熵减少，有序度增加。10岁到20岁作用是生命体基本生长的过程，此过程中系统的熵变由负逐渐趋近于零，