耗散结构理论.ppt

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1、耗散结构理论赵斯惠22012070432贝洛索夫一萨坡金斯基反应(BZ反应)这是1958年苏联两位化学家发现的。把适量的丙二酸和硝酸钵钱溶于的硫酸中,经充分搅拌到均匀,这时再加人适量的滨酸钠,溶液的颜色就会在黄色与无色之间振荡,周期约为1min。如果再加人几毫升的试亚铁试剂,则溶液的颜色会在红色和蓝色之间振荡。反应表明,离子的浓度随时间的周期性变化离子的浓度随时间的周期性变化,像时钟像时钟一样的规则一样的规则,又称又称“化学钟化学钟”。以后又发现在某些条。以后又发现在某些条件下件下,各种成分的浓度并不均匀分布各种成分的浓度并不均匀分布,而是出现随空而是出现随空间周期变化的有序结构间周期变化的有

2、序结构.耗散结构耗散结构熵、负熵熵、负熵远离平衡态远离平衡态开放系统开放系统涨落突变涨落突变概概 念念应应 用用企业管理企业管理城市旅游城市旅游自主学习自主学习供应链管理供应链管理1945年普里高津在平衡态热力学的基础上,首次把墒增加原理扩展到近平衡态情况下的最小嫡产生原理。他创建了远离平衡态情况下的耗散结构理论,这是热力学发展历史上重大的创新和突破,也是20世纪70年代科学上的辉煌成就之一。概概 念念普列高津在自组织现象的基础上,概括了物理的、生物的、化学的等等各种远离平衡态的系统,在一定条件下经过演化出现的有序结构及其共同规律,创立了耗散结构理论,实现了生命和无生命界的大统一。耗散结构耗散

3、结构 一座城市的耗散结构一座城市的耗散结构食品食品燃料燃料日用品日用品产品产品垃圾垃圾定义：定义：一个一个远离平衡远离平衡的的开放系统开放系统（力学的、物理的、化（力学的、物理的、化学的、生物的，乃至社会的、经济的系统），通学的、生物的，乃至社会的、经济的系统），通过不断地与外界交换物质和能量，在外界条件的过不断地与外界交换物质和能量，在外界条件的变化达到一定的阀值时，可能从原有的混沌无序变化达到一定的阀值时，可能从原有的混沌无序的混乱状态，转变为一种在时间上、空间上或功的混乱状态，转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态，这种在远离平衡情况下所形成能上的有序状态，这种在远离平衡情况下所形

4、成的新的有序结构，称之为耗散结构。的新的有序结构，称之为耗散结构。熵的原意熵的原意是热量被温度除的商。相同热量时温度高则熵小，温度低则是熵大。“熵是这样一个量，它在有耗散的情况中不停地增长，当所有进一步做功的潜力都耗尽了以后，熵就达到了最大值，熵达到了最大值就意味着能量的耗尽、系统的毁坏。”熵的本质内涵熵的本质内涵是变化，越是熵少的体系，其有序度越高，反之，其混乱度就越高。我们用熵代表系统无序程度。信息代表系统有序的的程度，信息的增殖自然就是“负熵负熵”。熵熵/负熵负熵系统有序度量的量度系统有序度量的量度开放系统的熵变开放系统的熵变ds=dis+des任何企业管理系统部是开放系统，内部的控制都

5、要以与环境的输入输出为条件，必须不断与外部环境进行物质、能量、信息的交换，表现为人才、物质、资金、设备、产品等与外部环境的交流。只有当这个交流处于平衡状态时，才能保持其管理结构的不断改善和管理水平的不断提高。即负熵值的持续增加。否则，系统将不能运行，致使系统的内部人力、物力、财力调配发生困难，系统熵值增加。企业中的正熵流生成于企业的内部矛盾之中;正熵是企业不稳定的源泉，正熵的不断增加必然导致企业管理效益的降低。企业的负熵是为了抵消正熵带来的不稳定性，从而维持企业管理的秩序与企业本身的存在。1.系统的平衡态定义：是指系统的宏观状态，在一定外界条件下不随时间的变化而变化。它只在外界条件不变的情况下

6、，处于有序的状态，外界条件稍有变化，它就会走向无序状态。在此状态下，系统不与外界进行任何物质和能量的交换，处于熵极大的混乱无序状态，不可能产生新的有序结构。远离平衡态远离平衡态非平衡是有序之源非平衡是有序之源 2.系统的近平衡态定义：是指系统的宏观状态，在一定外界条件下，随时间的变化而有所变化。它在一定程度上和外界只有少量能量的交换，但与外界不发生任何物质的联系。因此，系统内的熵虽然会减少，但由于系统仍处于近平衡态，即它是一个开放不足的系统，故不可能有足够的信息量来维持长期的生存。所以，一旦开放初期出现一些问题，就很容易被长期封闭的保守观点而熔化的封闭的平衡态。3.系统的远离平衡态定义：是指系

7、统的宏观状态，在一定外界条件下，随时间的变化而变化。它的生存是由于与外界进行大量的物质、能量和信息的交流，通过交流不断的调整系统内部的机制。因为它是一种永远活着的稳定有序的“活”系统，其最大的特点是演化和发展。开放系统是指与外界环境有物质、能量和信息交换的系统。热力学第二定律告诉我们，一个孤立系统的熵一定会随时间增大，熵达到极大值，系统达到最无序的平衡态，所以孤立系统绝不会出现耗散结构。然而外界给系统注入的熵deS可为正、零或负，在deS0的情况下，只要这个负熵流足够强，它就除了抵消掉系统内部的熵产生diS外，还能使系统的总熵增量dS为负，总熵S减小，从而使系统进入相对有序的状态。所以对于开放

8、系统来说，系统可以通过自发的对称破缺从无序进入有序的耗散结构状态。开放系统开放系统开放系统是产生耗散结构的前提开放系统是产生耗散结构的前提涨落：是指系统中某个变量自发的偏离某一平衡态的现象，它使系统离开原来的状态或轨迹。涨落是耗散结构出现的触发器，但涨落出现不可预测。只有涨落出现在体系远离平衡态的区域时，才能起到耗散结构触发器的作用。普里高津认为系统结构决定系统功能，稳定有序的活结构具有很强的新陈代谢、抗干扰、自组织、自复制、自繁殖能力。功能反作用于结构。结构和功能是导致涨落的动力。同时，涨落对两者也有巨大作用。三者相互作用，决定耗散的时空结构。涨落突变涨落突变涨落导致有序涨落导致有序耗散结构

9、形成的条件耗散结构形成的条件 系统是一个开放的系统开放系统是一种与外界自由地进行物质和能量、信息交换的系统，只有开放的系统，才能从与外界物质、能量和信息的交换中不断获得负熵流，使系统向有序化发展。开放的系统输入的是物质、能量和信息，输出的是各种产品和服务。系统是一个远离平衡态的系统普里高津认为，开放系统是耗散结构形成的必要条件，但不是充分条件。他指出：“一个开放系统并没有充分的条件保证出现这种结构”，耗散结构只有在系统保持“远离平衡”的条件下，才有可能出现。因为系统在平衡态和近平衡态线性区，是处于稳定状态或趋于稳定状态系统总的倾向是趋于无序或趋于平衡。通过涨落的有序涨落是指系统的某个变量对平均

10、态的偏离。在远离平衡态的系统中，涨落是系统由不稳定状态形成新的稳定有序状态的杠杆，起着积极的建设性作用。当系统处于远离平衡态时，随机的小涨落可以通过非线性的相干作用和连锁效应被迅速放大，形成系统整体上的“巨涨落”，从而导致系统发生突变，形成一种新的稳定有序状态。远离平衡态系统内各要素之间存在着非线性的相互作用根据普里高津耗散结构理论，对于近平衡态系统只存在两种演变前途不是衰亡就是无限增长。近平衡态系统的定态和非平衡约束是一一对应的，即除热力学分支外无任何其它分支存在。1.耗散结构理论对企业管理的启示耗散结构理论对企业管理的启示开放系统是产生耗散结构的前提开放系统是产生耗散结构的前提应应 用用整

11、个企业的发展过程都在与外界发生着物质、信息的交换，从采购到生产再到营销，无一不显露出作为系统看待的一个企业对外界开放是至关重要的。因此可以看出耗散结构理论中的“开放性”思想对一个企业的管理起到宗旨性指引作用。耗散结构理论强调非平衡态是有序之源耗散结构理论强调非平衡态是有序之源这一点也明显的体现在企业发展的过程中了，比如，我国近年来各地推行“裁员增效”，提出“竞争上岗机制”，那么这种“竞争”就是一种非平衡态，具体体现在企业内部，它也是存在的，工作人员为了获得更高的工资或使自己级别职称得到提升，会更加积极地努力，扩充自己的知识，提高自己的业绩。最终会使企业的整体生产效率得到提高。耗散结构理论提出涨

12、落导致有序的观点耗散结构理论提出涨落导致有序的观点它强调系统中某个微小的变化会带来大的结果性偏差，这体现在营销管理中称之为“马鞭效应”。比如一个生产企业，它期初对一种产品的营销组合是这样的：价格策略采用撇油定价法，进行高定价策略；渠道策略采用包含批发商、零售商在内的中间商进行拓展渠道；促销策略采用大量投放广告，提高产品及公司的知名度。当发展一段时间后，企业发现本产品的价格在市场上不具有竞争力，需要降低时，其营销组合中各要素都要发生相应的变化，从而才能适应市场的需求：价格策略变成低价策略；渠道策略改用直销方式；促销策略采用推销人员上门推销方式，并取消广告投入。从而使得营销组合形成一种新的稳定状态

13、。2.2.城市旅游的耗散结构特征城市旅游的耗散结构特征依据系统论的观点,城市旅游是一个完整的系统,而城市旅游系统具备形成耗散结构的理论基础:1)开放性。城市旅游发展必须以旅游流的形式(包括物质流、资金流、游客流、信息流等)不断与外界发生各种联系。2)远离平衡性。旅游是需求拉动型经济,城市旅游系统必须随着需求结构与需求形式的不断更新而发展。3)内部自催化作用的非线性。城市旅游系统所包含的/食、住、行、游、购、娱六大基本要素的相互作用都是非线性的,如城市中不同旅游景区之间的竞合关系是混沌的,客流增加可能弥补旅游餐饮市场的缺口,也可能导致该市场的超负荷甚至混乱。4)具有持久的涨落动力。作为一种典型的

14、社会经济系统,城市旅游系统会不断遭受人为因素的干扰,从而使系统运行偏离常态或/理想状态,即形成涨落。3.3.基于耗散结构理论的自主学习反思基于耗散结构理论的自主学习反思在自主学习过程中，学者打破了传统学习方式的封闭性，通过各种途径与外界进行物质、能量和信息的交换和反馈，从而使系统始终处于开放状态。自主学习系统内部各要素之间在非线性相互作用下，相互竞争、彼此协同，从无序走向有序，并逐步接近临界点，最终以微小的扰动达到涨落，促使学习者主动建构起自己的知识体系。可见，自主学习具有典型的耗散结构特征。4.耗散结构论在供应链管理中的应用供应链系统必须是一个开放的系统开放的系统：一旦供应链构建形成以后要保

15、持开放,与市场始终紧密相连,切不可固步自封。因为:一个不与外界进行物质和能量交换的供应链是没有活力的,也不可能形成耗散结构。供应链必须处于远离平衡态的非线性区远离平衡态的非线性区：供应链的成员之间在发展上是不平衡的,它们的要素察赋存在着差异性。供应链上的成员都试图在提供产品或服务的同时,获得自己想得到的,从而实现双赢,之所以能实现双赢就是因为各类企业的资源察赋有差异。正是这种资源察赋上的差异导致了各自拥有不同的比较优势,也正是这种比较优势从本质上揭示了这种交换关系存在的可能性和合理性。涨落现象涨落现象触发了供应链耗散结构的形成在供应链中的涨落现象可能是某种原材料的供给引起的,也可能是在短时间内对某个产品的需求发生变化。以上这三个条件是相互紧密联系的。不向外开放,供应链无法与外界进行物质、能量、信息的交流,也就无法远离平衡态,供应链内子系统之间的任何非线性相互作用也就不能使供应链系统远离平衡态,系统的涨落也就仅能起稳定系统,使之处在平衡态的作用,而无法形成有序状态;没有远离平衡,开放也是没有用的,系统只能在平衡态附近,与外界的交流也只是类似微扰的作用,不能使系统产生本质变化;没有涨落,其它条件再具备系统也不会出现有序结构。系统是一个开放的系统系统是一个远离平衡态的系统通过涨落的有序远离平衡态系统内各要素之间存在着非线性的相互作用结结 论论