生物系统的无序性
如何理解自然辨证法中的有序和无序？
一、首先要理解什么是有序和什么是无序。有序即：1、在空间上表现为整齐和规则性；2、在时间上表现为周期和预见性或可测性；3、在条件上因果关系稳定，有其因必有其果。而无序正好与有序相反，通俗讲即混乱。
二、有序与无序之间具有密切的关系。
1、有序是无序产生的。例如：自然界分子的热运动，就单个分子的运动来讲是无序的，你不知道它下一刻它的运动的位置和方向，你也无法了解它的运动原因和条件。这是就单个分子或微观来讲的。但当分子的数量足够多，从宏观整体上来讲，它们的运动则是有序的，符合热力学定律。微观的基本粒子运动也是如此，故有量子力学的不可测性。所以，微观的无序导致宏观系统的有序。
2、无序是有序产生的。行星的运转，每个行星的运转是有其运动轨迹和周期的，是有序的。但整个星系运转却是无序的，目前人们无法知道银河系运动的规律和方式。人类社会活动也有类似的现象。就每个个体的人来讲，他的活动是有目的、有计划的，表现为有序性。但正是这种微观的有序性导致整个社会的无序性。这种现象在经济领域表现的尤为突出。股票市场，每个股民的炒股是有序的或理性的，但整个股市却是无序的或非理性的，不是那个经济专家或股神巴菲特能够准确预测的，经济学所谓：“看不见的手”。我们过去实行计划经济，主观愿望是对整个国民经济实行有计划的管理，但恰恰违背了商品市场规律。微观来讲就单个它的生产是有计划的，有序的，但从宏观上必然导致整个社会生产和市场的无序性。
所以，有序和无序是对微观和宏观来讲的，微观的有序必然导致宏观的无序，微观的无序也必将导致宏观的有序。反过来讲，宏观的有序是微观的无序造成的，宏观的无序也是微观的有序造成的。
三、如何判断有序和无序的程度呢？著名的物理学家玻尔兹曼提出了熵的微观解释，即著名的公式：S=kLnW,S---代表熵，k---玻尔兹曼常数=1.× 10?23 J/K ，Ln---自然对数，W---宏观状态下所包含或对应的微观状态数量，
1、随着微观状态数量的增加，S熵呈对数增加，熵的大小取决于系统的状态数的多少。
2、熵的增加意味着系统从包含微观状态少的宏观态，向包含微观状态数多的宏观态过渡或转变，即从有序向无序转变。
3、微观状态数的多少就是宏观混乱程度的大小，微观状态数越多，宏观上越混乱，越无序，也就是说：宏观的无序程度和大小是由微观的状态数决定的。
玻尔兹曼的熵与状态数的关系式揭示了熵的本质：熵代表着系统的混乱程度。熵向增加的方向发展，说明系统将越来越混乱，熵向减少的方向发展，说明系统将趋于有序。当熵等于零或为负数时，系统最有序，所以说负熵是信息，申农的信息定义：-S=kLn（1/W）,申农用负熵将信息量化。
实践中的意义：任何事物如果任其自然发展，必然造成系统熵的增加，混乱有增无减。自然界的发展总是趋于混乱。而生物界恰恰相反，就生物的进化而言，由于遗传信息存在和能量的利用导致熵的减少，其发展、进化总是由低级到高级，由无序趋于有序。
大分子代谢转化成为简单的小分子，分子数量增大，分子运动状态更多，无序性增加
大略地说，有序性是客观事物存在和运动中表现出来的稳定性、规则性、重复性和相互的因果关联性，而无序性则表现为不稳定性、不规则性、随机性和彼此间的相互独立性。人类理性的功能主要在于抓取对象世界中的有序性以形成关于世界的规律性的认识，而无序性则是它难以对付的。经典科学的世界观认为有序性（体现为必然规律）构成世界的本质，而无序性（体现为偶然事件）纯属表面现象，从而使有序性和无序性相互对立起来。现代科学的发展揭示了无序性也是世界构成的一个本质要素，如热力学第二定律表明了宇宙中物质和能量的自发的无序化倾向。人们曾长期对这个定律怀有一种恐惧心理，因为无序化意味着衰退、死亡。迨至20世纪末叶人们才发现在一定范围内有序性和无序性紧密相关、相互促进。比利时籍物理学家普利高津的理论指出存在着两种有序现象。一种是静态有序现象如晶体、雪花、铁磁铁等，它们在热平衡条件下形成，不要与环境交换能量加以维持，虽在空间上展现一定的规则性但不会进化，而只能随着时间的流逝根据热力学第二定律逐步退化。另一种是动态有序现象如生物体、人类社会等，它们在远离热平衡态的条件下形成，通过与环境交换物质、能量维持自身并使内部出现减熵趋势，因而能够向前进化发展（耗散结构）。只有静态有序现象是排斥无序性的，而动态有序现象则须包含着无序性运转。动态有序的事物之所以能够成长、进化而不僵化在一个结构里，就是因为内在的无序性因素对既有结构的破坏作用帮助了系统不断对自身进行重组。新生的复杂性科学已指出像生命这种自组织系统只能在有序性和无序性并存的复杂环境中才能产生。法国生物学家亨利・阿特朗（Henri Atlan）在1979年出版了一本书题为《在晶体与烟雾之间——论生物组织》，其中主标题寓意深远：晶体代表严格有序的状态，而烟雾代表极端无序的状态；阿特朗说这两个状态都是死亡的形式，而生命是这两个极端的折衷的产物。美国圣塔菲研究所提出复杂适应系统在“混沌的边缘”运作最好，“混沌的边缘”就意味着有序性和无序性彼此适中结合的条件。
在常识中人们还因为认为有序带来效率而无序造成混乱，所以偏好有序而厌恶无序。其实从哲学的角度深入分析，有序性和无序性对于自组织活动都具有辩证的双义的作用。有序性使人们易于实行追求既定目标的工作，它也给予人们可遵循的规律性，但是过多的有序性会束缚能动主体的创造性的发挥；无序性除了会干扰主体工作计划的实行外，它也是给主体带来自由和机动性的因素，但是过多的无序性会使主体失去在行动中可凭依的条件。总之，有序性和无序性都既是发挥主体能动性的必要条件，又是其限制条件，因此它们彼此适中的结合才会构成自组织系统最佳运作的环境。
过去人们不明白无序性与能动性的关系，导致对能动性作机械唯物论的解释，如说认识了客观世界的规律之后自觉地遵循它，这就是获得了自由。其实能动的主体（如生物）与被动的对象（如石头）的区别在于，后者消极地顺应外部世界对它的作用发生变化，而前者是同时根据实现自身目的的需要和外部作用的性质而作出反应的。由于现实世界的存在表现为有序性和无序性的交混，因而它不完全归结为规律(还有制造各种机遇的偶然事件)，同时那些规律也表现为是不同层次上的（具有不同适用范围的）。对于基本层次上的不可回避和违背的规律，如四季循环的规律、新陈代谢的规律，主体遵循它们（使自己的目的适应它们）；对于大量非基本层次上的依条件而发生作用的规律，主体有选择地利用它们（使它们为实现自己的目的服务），如利用土地的轮作与休耕来保持土壤肥力，利用电磁感应原理来制造发电机。有序性和无序性的结合还使得客观世界中的事物存在着多种发展可能性，也使得主体实现目的存在着多种途径。因此主体在实践中面临着选择：如何使对象发展的最有利于主体目的的可能性实现，如何使实践目的以最经济有效的方式实现。选择才表现了自由。因此我们看到主体能动性既以规律又以自由为基础。规律提供主体行动的手段，自由则使主体能够瞄准他的目的行动，并争取采用最佳可能方式实现目的。
在复杂适应系统这种大型的多主体的自组织系统（如经济系统、社会系统）中，管理的最佳方式必然是有序性与无序性彼此适中的结合。其中有序性用以保证整体的协调性，无序性用以使得各个组成单元能够在各个局部因地制宜、因时制宜地实现最佳可能性，从而达到整体功能最优。提出“复杂性范式”的埃德加·莫兰（Edgar Morin）在系统论的范围内提出过“整体小于部分之和”的原则来补充“整体大于部分之和”的原则，以避免把整体性原则绝对化，其意为系统中应该容许存在一定的无序性以保证组成单元发挥其创造性的自由度。我们经验过的事实似可说明这个原理。过去我国模仿苏联实行中央集权式的计划经济，导致社会生产率低下。经济改革以后实行社会主义市场经济，中央分权给地方、给生产单位；国家只是在宏观上利用若干经济杠杆掌控国民经济的总体方向，在微观上让生产单位到市场上去在价值规律的调节下根据社会需求自主地组织生产和经营。这导致二、三十年来我国生产力长足进展，甚至出现了“经济奇迹”。
系统及系统演化理论
答：(1)一个开放系统(不管是力学的、物理的、化学的还是生物的)在远离平衡的非线性区,一旦系统的某个参量变化达到一定的阀值,通过涨落系统可发生突变,即非平衡相变,由原来的无序的混乱状态转变到一种时间空间和功能有序的新的状态。这种有序状态需要不断地与外界交换能量和物质才能维持,并保持一定的稳定性,不因外界的...
系统理论的观点演化
答：第三种情况大为不同,这种系统远离平衡态,即熵流小于零,因此物质和能量给系统带来的是负熵,结果使系统有序性的增加大于无序性的增加,新的组织结构就能从中形成,这就是耗散结构。例如生命系统、社会系统等。 稳定与涨落是刻画系统演化的重要概念。由于系统的内外相互作用,使系统要素性能会有偶然改变,耦合关系会有偶然...
从生物学角度分析人长一张嘴的原因?
答：我以前生物竞赛简答题做到过类似问题 标答大意如下 人的存活需要系统的高度有序性 而维持有序性需要能量的输入 如果不吃饭，人就得不到足够的能量输入 根据熵增定律，人体内的系统无序度增加 与生物体存活所需的高度有序性相悖 所以人不吃饭会死 ...
简述生态平衡、生态农业、绿色发展原理、农业生态系统中的熵的概念?
答：当农业生态系统中物质和能量的流动、转化和循环受到干扰或破坏时，系统的熵会增加，即系统的无序程度增加。例如，农业生态系统中大量的化肥和农药的使用，会破坏土壤的生态平衡，导致物质循环和能量流动的不平衡，进而增加系统的熵。因此，减少农业生态系统中的熵，保持系统的有序性和稳定性，是农业可持续...
简述地球生态系统组成的功能
答：2.生态系统的组成成分 任何一个生态系统都可以分为两个部分:无生命物质——无机环境和有生命物质——生物群落(图10-6)。 无机环境包括作为系统能量来源的太阳辐射能;温度、水分、空气、岩石、土壤和各种营养元素等物理、化学环境条件;以及生物物质代谢的原料如CO2、H2O、O2、N2和无机盐类等,它们构成生物生长、发育...
一般系统论的区别
答：”在这一点上我们将在下面看到圣菲研究所与贝塔朗菲背道而驰,它研究的正好是多个体或说多主体的、无中心的系统,如生态系统(包含被贝塔朗菲视为非系统的生物群落)。另一方面我们看到贝塔朗菲由于用系统论的机体来对抗机械论的粒子,过分强调了整体性、有序性和统一性的观念,而完全否定了局部性、无序性和分散性的观念...
高三生物教案设计
答：2.不能。在一个封闭的系统中,物质总是由有序朝着无序的方向(熵增加)发展。硅藻能利用获取的营养通过自身的新陈代谢作用释放能量,依靠能量完成物质由无序向有序的转化,维持其生命活动。 高三生物教案设计精选篇4 知识目标: 1、理解感觉器官的概念和意义,以及耳的结构和功能。 2、了解近视和远视,眼睛的卫生保健...
生物多样性丧失的原因
答：一些不合理的经济激励措施已经成为导致生物多样性丧失的重要驱动因素。在全球范围内，对生物多样性具不利影响的补贴一直存在，助长了毁林、过度捕捞、城市无序扩张等破坏生物多样性的行为。地方社区参与度不高也会导致传统知识和遗传资源丧失。地方社区在驯化和维护种质资源、丰富生境和生态系统多样性、利用有...
生物丰富度和生物多样性的区别是什么?
答：香农-威纳指数是一个专业术语。费歇尔和普雷斯顿的方法所表示的多样性指数仅包括种的多寡一方面。香农-威纳指数和辛普森指数则包括了测量群落的异质性。香农-威纳指数借用了信息论方法。信息论的主要测量对象是系统的序（ order）或无序(disorder)的含量。辛普森多样性指数(Simpsonindex)该指数描述从一个群落...
为什么越是高等的生物,越不容易发生基因突变?
答：而生态系统正好相反，越复杂的生态系统，占有的内部资源也就越丰富，对外依赖就越少，其内部的不同种群数和个体数也越多，形成的并行冗余结构可能就越丰富，因此，相对于简单生态系统来说，复杂生态系统更加稳定。生物本身是高度有序的有机体，它的有序性取决于产生生物性状的遗传基因，基因是信息，是负熵...
