耗散结构理论、协同理论与蛋白质摄入研究

《耗散结构理论、协同理论与蛋白质摄入研究 》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、耗散结构理论、协同理论与蛋白质摄入研究【摘要】阐述耗散结构理论、协同理论的主要思想，分析了两论对系统的重大意义，并首次从营养学的角度，通过对蛋白质摄入的氮平衡状态解释了耗散结构的熵和负熵，以及用机体摄入蛋白质的生理机制再现了协同理论，从而获得了对科学研究的启示。【关键词】耗散结构理论；协同理论；蛋白质　　AbstractMainideasandgreatmeaningsoftheoryofdissipativestructureandsynergythedissipativestructuretheory,physiological

2、mechanismofproteinintakerepresentingsynergytheoryattheangleofnutrition,theauthoracquiredanenlightenmentofscientificresearch..Keywordstheoryofdissipativestructure;synergytheory;protein　　1耗散结构理论与协同理论的提出1969年，比利时布鲁塞尔学派的领导人普利高津教授针对非平衡热力学和统计物理学的发展提出了一种新理论耗散结构理论：一个远离平衡的开放系统，

3、在外界条件变化过渡到一定程度，系统内部某个参量变化过渡到一个临界值时，经过涨落系统可能发生突变，即非平衡相变，那么，该系统将会由原来的混乱无序状态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。其中，熵是系统无序性的量度：熵产生即熵增加，系统无序化；负熵流即熵减少，系统有序化〔1〕。两年后，哈肯从研究激光这种典型的系统自组织现象出发，创立了普遍适用的系统从无序向有序演化的理论协同论。在协同论中，哈肯认为事物的演化受序参量的控制，演化的最终结构和有序程度决定于序参量〔2〕。协同论同耗散结构一样，研究对象都是开放系统，其中，耗散结构研究一

4、个处于远离平衡状态的开放系统，如何在一定条件下从无序向有序演化的规律；而协同论在此基础上更向前推进了一步，它研究一类有许多子系统构成的系统（子系统可以截然不同），研究这些子系统如何协作而形成宏观尺度上的空间结构、时间结构或功能结构，还特别研究这种有序结构是如何通过自组织的方式形成的〔2〕。近年来这两个系统科学的新的理论方法的发现和成就，已引起了全世界的关注，它突破了传统的热力学定律和还原论方法，已为进一步研究开放的复杂系统的发展及演化，提供了有力的工具。　　2耗散结构、协同理论对系统的意义世界是物质的，物质世界是成系统的。系统整体是

5、按照固有的规律在运动和发展的。当代新的科学成果和重要的新理论都证实了这一点，并且人们在实践中不断获得对这些规律的认识。那么“耗散结构理论”到底为我们解决了什么问题呢？自然科学研究的对象有三个领域：一个是至小无内的基本粒子领域；一个是至大无外的天体宇宙；一个就是我们人类生活的，介乎两者之间的物质世界。在这个世界里，随时随地都在发生着十分复杂的变化。长期以来，人类搞清了许多复杂的自然现象，但对人体本身的变化却一直迷惑不解：人体从细胞到胚胎，通过不断提取营养（大都是无序的小分子）变成了大分子有序的蛋白质，这是一个从无序到有序的过程，应用以

6、往的定律应该如何解释？食物中杂乱无序的小分子物质是怎样构成了耳朵、鼻子、眼睛、四肢等高度对称的、结构上有序的、思维有序的、功能有序的人体呢？这一科学之谜终于被普利高津揭开了。耗散结构理论提示，不仅一个活的人体、动物体、植物体是耗散结构，就是一个社会系统，如一个城市、一个工厂也可是一种远离平衡的耗散结构。也就是说，远离平衡态的非平衡系统可以是生物的、物理的、化学的，也可以是社会的。因此，耗散结构理论已经在化学、生物、激光等方面得到了广泛的应用，就其在自然科学和社会科学系统论方面的意义讲，是无可估量的。同时，客观世界存在着各种各样的系统

7、：社会的或自然界的，有生命或无生命的，宏观的或微观的系统等等，这些看起来完全不同的系统，却都具有深刻的相似性。协同论正是研究不同事物共同特征及其协同机理的新兴学科。协同论认为，千差万别的系统，尽管其属性不同，但在整个环境中，各个系统间存在着相互影响而又相互合作的关系。应用协同论方法，可以把已经取得的研究成果，类比拓宽于其他学科，为探索未知领域提供有效的手段，还可以用于找出影响系统变化的控制因素，进而发挥系统内子系统间的协同作用。由于协同论把它的研究领域扩展到许多学科，并且试图对似乎完全不同的学科之间增进相互了解和相互促进，无疑，协同

8、论就成为软科学研究的重要工具和方法。因此，把产生于物理学的“耗散理论”应用于其他学科的各种系统中，实际上就是“协同论”的运用。因为各种系统都在探讨一个相似的问题：怎样让远离平衡态的系统获取外界的负熵，从而和内部子系统共同协同作用，以达