Ⅰ 熵技术下的层次分析法怎么做
1、建立递阶层次结构模型
2、就用两两比较法构造比较判断矩阵
3、确定项目风险要素的相对重要性,并进行一致性检验
4、计算综合重要度
望采纳,谢谢
Ⅱ 环境的熵变,系统的熵变,和总熵变分别都怎么计算呀请详细讲解,谢谢!
一、环境熵变=Q(环境)/T(环境)=-Q(系统)/T(环境)
二、系统熵变分三种情况:
1、单纯PVT变化
(1)理想气体单纯pvt变化ΔS=nCv,mΔTlnT2/T1+nRlnV1/V2
(2)凝聚态物质单纯pvt变化分恒温恒压两种情况
2、相变化:可逆相变用摩尔相变熵算ΔS=nΔSm
3、化学变化用摩尔反应熵算
三、总熵变=环境熵变+系统熵变
若反应物和产物都处于标准状态下,则反应过程的熵变,即为该反应的标准熵变。当反应进度为单位反应进度时,反应的标准熵变为该反应的标准摩尔熵变,以△rSm表示。
(2)熵的复杂系统分析方法扩展阅读:
热力学第三定律对于纯物质的晶体,在热力学零度时,熵为零。
系统的熵仅与始末状态有关,与过程无关,因此,若始、末两态之间为一不可逆过程,则可以在两态之间设计一个可逆过程,通过计算该可逆过程的热温比积分,得到系统在两个平衡态之间不可逆过程的熵变。
绝热自由膨胀过程是不可逆过程,该过程中气体对外做功为零,从外界吸热为零,内能增量为零,温度不变,所以绝热自由膨胀过程是一个等温过程。
判别热力学过程是否可逆是解决问题的关键,若为可逆过程,直接用上面给出的公式求解,若为不可逆过程,必须明确不可逆过程中不变的状态参量,然后设计一个该状态参量恒定的可逆过程求解熵变。
若要完整地求解熵变问题,必须熟练掌握各可逆过程中的过程方程、迈耶公式、比热容等常用表达式。
Ⅲ 如何理解熵的概念其统计物理意义又为何热力学第三定律能说明什么问题
熵增原理在生活的方方面面都有体现。以下摘自《奥数是个替死鬼》
第十二章 不可抗拒的自然法则
人类总是不停的忙碌企望建立一个有序的社会,但在我们周围由无序引起的耗费却越来越大。 ——泰勒•米勒
如果一个居民小区的业主抱怨空气质量不好,那物业能做什么呢?在满小区喷洒空气清新剂吗?这只会更糟。他可能得去找附近的工厂,可能得通报市政府,甚至关注一下哥本哈根的气候会议。
任何一个领域的问题都不是孤立存在的,教育的问题看上去很大,但跟其他的领域相比,很难评价哪个更糟或者更好。奥数班更是这个越转越快、压力越来越大的疯狂社会里一个非常正常的小局部,和周围的一切相辅相成。
要分析奥数的事儿,不说到这儿就不是我的观点,如果仅仅归咎于压力大,那还是跟没说一样,也解决不了任何问题。孩子压力大,谁是罪魁祸首?公立学校要看成绩、主管机构左右为难、公司企业必须生存、家长老师身不由己,我们其实都是栓在一条绳上的蚂蚱,就如同压力的传递,批评别人往往就是批评自己。如果这条绳上所有的蚂蚱过得都挺难受,那怪谁都不合适,一定是绳子出了问题。
看上去很美
我们每天都有很多建设成果和发明创造。前天解决了一个拥堵路口、昨天消灭了一个污染源、今天理顺了一个办事流程、明天堵住了一个软件漏洞,成绩是明摆着的,可是这些事儿怎么总也干不完?而且,要解决、要消灭、要理顺、要堵住的东西好像越来越多了。我们如今太忙了,有的时候问题出现了,顾不上回想曾经的乐观。其实,只要我们暂时撇下充斥耳目的新闻,看着我们身边不断增加的各种新鲜玩意儿,翻翻它们粉墨登场时带给人们的美好憧憬,这如同悖论般的现象比比皆是。
当手机出现的时候,人们看到了挣脱束缚的希望,再也不必天天去办公室了。后来,整个世界都变成了办公室。
电冰箱的任务是保鲜。但现在,如果你家的电冰箱利用得很充分,那么你一定经常吃不太新鲜的东西。如果利用得不充分,那么它在白白消耗电力。
今天,数码相机已经是生活必需品了,跟它相比,传统相机简直太拙劣了,三十几张的胶卷够干什么的,而且还不方便修改和传播。但这只是最初的印象。相机的进化让我们郊游时盯着相机的时间比看美景的时间还长,快速的更新换代、越来越厚的说明书需要不断花精力去学习。拍照时的草率使照片数量急剧增加,之后是软件、电脑屏幕和硬盘的更新换代,以及坐在电脑前长时间的筛选。最终,你维护了一个不断扩容的大型图片库,而其中的绝大多数照片这辈子都难有机会再看一眼。与此同时,一家人闲暇时围坐在一起看相册的天伦之乐已永远消失。
看看一百多年前的杂志上对汽车的描述,你可能会笑掉大牙:“普及汽车可以改善城市环境,这对于汽车在我们今后生活中将要起的作用是一个恰如其分的评价。轻型橡胶轮胎汽车行驶起来快速无声,使街道保持干净、无尘和无味,由此减少一大批由现代大都市生活引起的紧张、注意力不集中和神经过敏的患者。” 今天,即便是酷爱驾驶的人恐怕也不能认同这些观点了。一旦拥有了汽车,看似效率附体,但是这样一个大件会极大地冲击原有的生活节奏,带来各种未知的麻烦和风险。你必须定期缴纳各种费用、加油并经常关注油价、留意天气适时清洗维护、关注路况和限行信息等等。此外,路上的搏斗、找车位、拥堵和事故让你丧失自由、气急败坏。运动的减少让你必须再找时间锻炼或者付出健康的代价。更严重的是,为了不让每月多出的费用降低生活质量,你必须更努力地工作挣钱。
别总觉得一百年前的人有多么愚昧,现如今不也有人在大肆宣扬高速铁路是绿色环保交通工具吗?这样的故事还在不断上演。这些东西最初所象征的都是如出一辙的轻松自由,但人们的憧憬却一次次落空。当然,它们一定会在某些特定的时刻给你带来莫大的方便,但整体的负面效果却在劫难逃。只要观察得够全面,随便找个东西都可以讲出类似的故事。人们一向认为,这些东西身上的缺点的确存在,但它是发展中的问题,一定会随着技术进步而得到解决。我有一次下课之后和一个忙碌的教务聊到这个话题,她显然也是这么乐观:“你想想,将来要是发明出什么都会干的万能机器人,我不就轻松了吗?”会有这样的机器人吗?不会!即便有,人也只会比现在更忙、更累、蓝领工作更多。这不是一个见仁见智的社会学预测,而是一个严谨的、物理学上的坚定回答。
熵增加原理
熵的概念,我是在大一的工程化学课上第一次接触到的,当时由于过于注重公式计算,我对它的含义完全没弄明白。在随后的普通物理课上原样又学了一次,留下的印象还是一堆乱码。直到后来成为了一个还算有点上进心的老师,才终于通过一些可爱的科普书和纪录片对它有了一些感性认识。
熵,是描述系统无序程度的物理量。例如,一个盒子中间有个挡板,左边有空气,右边没有。将挡板撤掉,空气就会自发地均匀散布到整个盒子之中。空气从聚在一头,到扩散到整个空间,它的无序性增加了,也就是熵增加了。其实基本道理就这么简单,这就是着名的熵增加原理,也就是热力学第二定律[1]。看上去很学术,但它描述的就是上面这个显而易见的事情。对于原文我们可以不必过于关注,只需要从几个方面了解它的意义就行了。
还是回到盒子里的空气吧,它已经均匀分布在整个盒子之中了,也就是说处于最无序的状态。这时候要想让空气重新回到半个盒子的样子,仅仅放回挡板是不行的,必须用活塞使劲从一边推到中间,这就是做功。单看盒子里的空气,熵减少了,但空气受到了外界的影响,也就是说它不是孤立系统,如果把做功者也考虑进去,总熵一定还是在增加。
熵增加原理还有一些推论或者说其他的表述方式,比如热量总是由高温物体传向低温物体,或者能量总是从可用的形式转化为不可用的形式。举个例子,我如果使劲搓手,手会被搓热。在这个过程中,可以认为我通过搓手做功将动能完全转化为了热能。但倒过来,我却无法利用这些热能去做功驱动我的双手运动相同的次数,像倒放电影一样回到最初的状态。原过程是熵增加的,要想回去则熵必须减少,所以这个过程是不可逆的。
也就是说,做功所导致的能量转换一定是有熵增加的,再回去看看刚才的盒子,当空气被推回半个盒子的状态时,做功者熵的增加比空气熵的减少幅度要大,因此整体而言熵还是在增加,而且比做功者什么都不干要增加得快得多。
既然说到热力学第二定律,就不能不提更着名的第一定律 ——能量守恒定律。千百年来,人类一直梦想着制造出永动机从而获得永久的安逸。能凭空创造能量的就是第一类永动机,它因违反热力学第一定律而无法实现。能让能量转着圈循环利用的就是第二类永动机,它因违反了热力学第二定律而成为泡影。
由此,现实世界的运行可以简单概括为从能量的可用性到无序的熵的转化。这话其实很好理解,我们把石油、煤这些东西挖出来烧掉,这个过程中,能量虽然没有减少却从可用的状态转化为不可用的状态,所以我们要用能量就还得再去挖。而更糟糕的是,与此同时,世界的无序性增加了。
现实意义
熵增加?和前面讨论的内容有关系吗?别忘了,如果把化学、生物什么的都算作是广义的物理的话,生活里包括工作、学习在内的每一个细节都是物理过程,这些屹立不倒的物理定律每天都在被无数次验证着。如果我们能以熵增加的眼光来看待周遭的世界,那么在最初的惊讶之余,几乎所有的困惑和危机都有了答案。
在生活中,熵增加原理所带来的结果看上去有点残酷。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。
举个简单的例子,就说让人眉开眼笑的大金条吧,12.5公斤一个。金条成份单一、形状规则,这就是有序,它是人类通过做功让相对无序的矿石有序化而提炼出来的。根据熵增加原理,总体效果应该是更无序化,这12.5公斤是有序了,无序的是什么呢?12.5公斤的金子是从几百吨矿石中提炼的,除了这微不足道的十几公斤以外,其余的都变成了有很大毒性的废弃物。而且,根据熵增加原理,这些废料会不断扩散,威胁周围的生态系统。
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。垃圾的总量并没有减少,而垃圾的运输过程需要消耗能源产生污染,运得越远代价就越大。收集、运输垃圾所使用的各种机械工具也需要制造,制造的过程虽然没有炼金子费劲,但还是会消耗大量的能源并产生几十倍于成品的废弃物。当然,工具是重复使用的,后一种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,所以别指望垃圾从你面前移走后就会就此消失,等外面没地方了它就会重新堆回我们的面前。
回到家庭生活中,我要把衣服弄干净,就衣服这个局部来说,它有序了,获得了熵减少。如果是用洗衣机完成这件事情,现在我们看看代价:①一次性代价:洗衣机消耗了小半度电,根据煤电的效率,这相当于燃烧了近一斤煤并排放了上千升二氧化碳;洗涤剂中的化学品伙同污渍一起进入了水循环;衣服本身的磨损等等。②均摊代价:洗衣机、衣架、洗涤剂等用品需要生产和包装;未来这些物品废弃后都会成为垃圾;水、电基础设施的建设和维护等等。相比之下,拿大棒子在小溪边捶打所带来的熵增加可谓九牛一毛。也就是说,我用的洗衣方式越高级,所导致的整体无序就越严重。不光是洗衣机,所有标志着我们的生活在进步的家用电器,其总体结果都是如此,越高级对环境的伤害越大。
从上面的例子可以得到一个结论:把一个地方弄干净一定会导致另外一个地方变脏,而且从总体来看一定比操作之前要更脏。那人们为什么还要这样做呢?因为局部暂时的效率、光鲜就在自己眼前,而污染和各种代价可以说是由全社会、全人类共同承担的。而地球很大、人类很多,通常人们无法在自己周围的整洁高级和世界上某地的落后肮脏之间建立起什么必然的联系。
在这些过程中,可不能误认为收获都是自己的,代价都在别人身上。别忘了,我们每个人都既是上游,又是下游,都会感受到整体环境的恶化和工作量的增加。所以,局部利益和整体利益并不矛盾。更复杂的技术、更大的能源需求、更繁重的垃圾处理工作,这些都不光是别人的事儿,我们每个人在别人眼里都是别人。
疲惫之源
在这种恶性循环之下,我们当然累坏了。这就好比一条蛇要追自己的尾巴,追得越努力目标就跑得越快,目标跑得越快就越需要追得努力,最终累垮在地。蛇追尾巴,看上去十分可笑,但人追逐有序的过程实际上就是这样的一场游戏。
人们越是想让一切井井有条、越是发明高级的效率化身、越是追求光鲜的物质生活,就越是在疯狂的制造无序。其结果就是社会的整体工作量与日俱增,而环境却越来越恶劣。看上去那些先进玩意儿都在给创造方便、节省时间,但我们省下来的时间远远不够替它们料理后事。前面已经举过数码相机、汽车的例子,那些都还只是对个人这个小局部的影响,在整体上远远不是它们所制造的全部麻烦,只不过我们没有把自己的疲惫和这些东西联系在一起。
为什么万能的机器人不能给我们带来幸福?因为它不是动画片里可以无视物理定律的机器猫。精密本身就是一种代价,要制造和维护万能机器人意味着学不完的专业知识、复杂的制造工具工艺、大量特殊材料的开采和提炼等等等等,每一个过程都在增加全社会的工作量,并有大量的污染和垃圾喷涌而出。先不说它的贡献,只要它能把自己制造的垃圾和废料处理干净就已经是伟大的第二类永动机了。再从经济现实来说,一个人得挣多少钱才能买得起这样的机器人?如果它真的把所有工作都干了,你又是怎么挣来钱的?别的地方也都是这样的机器人吗?不会是幻想着只有自己像康夫一样独享这样的小神仙吧。
由于生活中每一个细节归根结底都是广义的物理过程,所以这个故事可以套用在任何地方。例如在社会生活中,规章制度越多、越细致入微,它就越是会拘泥于局部利益,而带来整体的巨大耗损,这就是法律法规上的熵增加。在购物上,琳琅满目意味着挑选、犹豫的时间大幅增加,但不同商品的本质区别完全无法得知,最终的取舍将只好交给广告、价格、包装这些非核心信息上,反而大大增加了购物的盲目性。在交通方面,有人说当年即便是皇上从天津回北京也得走一整天,今天半小时就到了。这太片面了,皇上可不是家住天津却天天跑北京去上班。交通工具的提速缩短了某个具体行程的时间,但整体上它促进了城市规模的恶性膨胀,使绝大多数人在平常日子里的生活效率直线下降。
在这个过程中,传播工具的进步创造了无序的传媒,海量无序的信息将我们包裹得严严实实,夺走了我们感受生活的时间,甚至使我们丧失了感受生活的能力。结果,人们越是劳累,就越是想努力挣钱以挣脱这一切,幻想着有朝一日变身为媒体上那些令人羡慕的角色。所有企业都加大了营销力度,广告充斥而来,进一步煽动着每个人的物欲。无数高级物品以轻松为卖点进入寻常百姓家,但家里的科技含量越高,越是需要无微不至的技术支持。要么自己好好研究,要么花时间跟商家周旋。随着人们越来越忙,一次性用品大量增加,随之而来的就是相关垃圾的疯狂产生。给这些垃圾找地方反过来又成了整个社会的艰巨任务。在这个压力不断盘升的商业链条里,我们都是始作俑者,也都是受害者。
而孩子降生其间,当然会被拽进来。无序信息的包裹让他们对生活、对科学缺少淳朴直接的理解;丰足的物品扰乱了脑子里的头绪;大人们越来越忙,考试必然走向机械化。那些高级物件所带来的风险和负面效果让家长惶惶不可终日,带着孩子左避右闪,再加上由于脱离生活而产生的学习困难、商业的渗透和对未来的恐惧,都促使他们更多地走进教室,但结果又是更远地走出生活,开始了下一轮恶性循环。如果这种经济模式、这种消费主义、这种对科技盲目崇拜的思想不扭转,在这个过程中找出任何一个群体、单位、或个人作为替罪羊并加以制裁都会增加熵,并带来更大的混乱。
可持续生存
所以,我们的疲惫就是源自对金钱、对发展、对有序的盲目追求,而这种追求在整体上是毫无希望的。根据熵增加原理,少数人的先进背后,一定是大多数人的痛苦支撑。听上去好像有点绝望,这理论靠谱吗?既然恶性循环了这么多年,累是累点儿,可为什么大家确实都有盈余,社会总财富也的确在增加呢?
当然,人类总是在不断颠覆前人的观点,但热力学第二定律自从一个半世纪前提出以来却一直是掌控一切的天条。熟悉熵的朋友都知道,熵增加的确定性和时间的方向性在物理上几乎是等效的。也就是说,如果你相信时光不可倒流,那就等同于承认了熵增加原理。英国物理学家爱丁顿对于这个定律的重要性有过一个生动的描述:
熵增加原理——热力学第二定律的地位,我认为在自然定律中应该是最高的。如果有人对你说:喂!伙计,你崇拜的宇宙理论有悖于麦克斯韦方程!这时我觉得倒霉的应该是麦克斯韦方程。但如果你的理论被发现与热力学第二定律不符,那我可以告诉你,除了陷入深深的耻辱外,别再做其他任何指望。
显然,让时光倒流更具颠覆性,还是相信爱丁顿吧,一定是我们所信奉的经济理论包含着重大的问题。其实,只要从我们尴尬的内需拉动就可以找到端倪。中国的这片土地,十几亿人的需求还不够吗?在各种资源都紧巴巴的情况下竟然还需要拼命制造需求,这样的经济模式不荒谬吗?这拼的可真的是命啊!大家一起消费,一起簇拥着GDP红火增长的经济模式是以地球无限大、资源无限多为前提的。当人口还不是这么多的时候,当人类“改造”自然的能力还不太强的时候,当我们根本没有什么能耐搞全球化的时候,这一前提可以近似成立。但今天,危机已经多得让人应接不暇了。
可是,欧美人民的好榜样太诱人了,他们真的在过着我们所向往的“高级”生活。这就是整体和局部的关系,只要能够找到更大的承担代价的地方,保持局部的有序当然没问题。在我们周围,同样有很欧美的区域,但更多的还是“需要治理”的地方。根据熵增加原理,这两种地方之间的比例会如何演绎不言自明。除非中国能够作为一个整体找到一个更落后的地方,它愿意并且有能力成为我们的工业园和垃圾场,就跟欧美现在的做法一样。但地球有多大呢?我们这样一个十几亿人的大国,再找下家谈何容易。
面对危机,“可持续发展”变成了一个热门词汇,可是我们为什么像着了魔似的非得“发展”不可?我们在生活上想要追求的最本质的东西到底是什么?是快乐健康、悠闲自在还是紧张忙碌、学无止境?既然“城市让生活更美好”[2],为什么建设了半天之后,稍有点时间我们就忙着往外跑?别忘了,在热力学第二定律面前,那些催着我们必须拼命“增长”的经济理论有着根源性的疏失。科技越发达、经济越增长,熵增加就越快。在能源和环境问题日益全球化的今天,欧美师傅自己都有点扛不住了。我们作为一个人口和资源矛盾如此尖锐的地方,看看怎样才能“可持续生存”才是当务之急。
美国科学家加德纳和萨博曾经这样精辟地描述经济:“如果一位外星人对一百年来地球人的活动作一记录,他可能会作出以下结论:人类所有经济活动的真正目标就是把原始物质变成有毒的废物,并采用燃烧、掩埋或者倾倒到海里的方式来逃避它们对人类的伤害。”
所谓原始物质,也就是石油、煤、各种矿物等等,其实都是太阳在过去几亿年里的劳动成果,而人是唯一会制造垃圾的生物,我们所生产的垃圾还要指望太阳每天一点一点地去处理。有的专家会告诉我们,不用担心熵增加,因为地球不是孤立系统,太阳有源源不断的能源输入。的确,那些矿产和化石能源就是太阳的不懈努力在地球上存下的熵减,但以今天人类的能力,正反两方面的速度太不成比例了。在原料方面,几亿年的成果,我们用短短一百年烧掉了一半;在垃圾方面,塑料自从发明到现在,所有的成品都还在地球的某个地方顽强地存在着。理解了这个过程,问题就很清楚了。经济生活中最主要最繁重的工作都是由太阳完成的,其中一部分花了它几亿年的时间,而另一部分还几乎全部堆在案头,那是它未来漫长岁月里的任务。所谓“财富”的产生就是因为我们没有支付给太阳任何费用。想想我们为什么能够花两块钱买下一节干电池吧,抛弃之后一亩地的污染是两块钱能够挽回的么?
也就是说,我们拼了半天命,所创造的“财富”其实是个很虚无的东西,在大自然的反扑面前,它将毫无还手之力。那我们该怎么办呢?说到这个问题,最让人觉得亏得慌,因为我们原本是一个对这一切了解得无比透彻的伟大民族。
[1] 孤立系统的一切自发过程均向着使其微观状态更无序的方向发展,如果要使系统回复到原先的有序状态是不可能的,除非外界对它做功。微观状态越混乱,则该系统的熵值越大,反之越小。所以说,孤立系统的熵值是永远增加的。
[2] 2010年上海世博会主题
Ⅳ 熵的详细描述
基础点
那么这么说吧,熵的意义在与描述混乱度。
熵的定义是这样的,通过可逆途径,系统从一个状态到达另一个状态,其热效应与温度变化量的比值,也就是商,称为熵。
相信你一定听说过“熵增加定理”。很容易让人根据名字产生误解的定理。定理内容是:“系统的任何一个自发变化,熵变大于等于零。”
根据上边所说的熵的定义,“熵增加定理”换句话说就是“物体不能自发在降温过程中吸收能量(热或者功),或者在升温过程中释放能量(热或者功)”。
那么这些与混乱度有什么关系呢?你要知道,温度越高,物质粒子运动越快,每个粒子速度差异越大,确定性越小。而确定性小,就是所谓的混乱度高了。
也就是说,如果物体吸收能量导致了升温,那么就意味着这些能量导致了混乱度增高。而熵增加定理要求系统自发吸收能量的时候温度不能降低,就意味着能量的传递最好的情况是维持混乱度不变,稍有不慎就会导致混乱度增加。
当然,以上理论有指向“宇宙热寂”的意思。热寂是说宇宙越来越混乱,终于丧失了一切有序。但是已经有千百万人提出了无数个说法表明“热寂是不用担心的”。你要是愿意,可以思考一下,宇宙从什么状况来的?真的是越来越无序吗?
注:这里解释一点事情。
1、熵的概念是在热力学第二定律(The second Law of Thermodynamics)提出之后一段时间才出现的概念。热力学第二定律可以用任何一个已知的自发过程表示,并不是只有三四种表达方法。由于每种表达方法之间是等效的,所以一般我们使用最开始提出的两种表达方式,或者正好符合即使问题的表述。
2、并不是没有温差的纯粹的热不能变成功。给一个例子。一个气球,里边装着一些气体,放在接近真空环境中。这时给气球周边的气体加热,这样气球里边的气体会随之升温,压强也会随着升温而变大。当气球内气体压强大于气球能承受的极限时,气球会炸开。当然由于接近真空的环境传热比较慢,这个过程耗时比较长,但是当气球炸开的时候,气球内气体会在相当长的一段时间内体现为向外膨胀,宏观表现就是做功。这个自发过程会自动使气球内气体降温以形成温差,在过程开始的时候,并没有温差的。
Ⅳ 熵的问题
熵增原理是一条与能量守恒有同等地位的物理学原理。
熵增原理是适合热力学孤立体系的,能量守恒定律是描述自然界普遍适用的定律。 熵增定律仅适合于孤立体系,这是问题的关键。实际上,绝对的联系和相对的孤立的综合,才是事物运动的本质。虽然从处理方法上讲,假定自然界存在孤立过程是可以的。但是从本质上讲,把某一事物从自然界中孤立出来是带有主观色彩的。当系统不再人为地被孤立的时候,它就不再是只有熵增,而是既有熵增,又有熵减了。于是可以看到能量守恒定律仍然有效。
熵总是联系着大量子系统,而人类社会正是这样一个复杂的体系。在人类社会中不仅有熵增,而且有熵减,这就使关于人类的科学与整个自然科学产生分歧,出现自然科学与人文科学的矛盾。
我们知道,在科学中有三个基本定律,即质量守恒定律,能量守恒定律和熵增定律。质量、能量守恒定律在微观领域又被推广为质、能相关定律。质量守恒定律,能量守恒定律和质能相关定律在数学上表示为等式。而熵增定律则是不等式 , 即在孤立系中 , 熵增总是大于或等于零 ( △ S ≥ 0) 。在这种等式与不等式的差别中,隐含着深刻的意义。
从系统三象性的基点来看,问题是这样的:任何系统状态 ( 点 ) 上物质性、能量性、信息性不可分离地共存着,但物质 ( 质量 ) 和能量是守恒的,而信息却 ( 信息是负熵 ) 不守恒。
由于在孤立系中熵总是增加的,而熵是混乱度。那么,系统在孤立情况下总是自动地趋向于混乱与无序,这就与生物的有序化发展产生矛盾,出现克劳胥斯与达尔文的分裂。
由于熵总是增加的,因而过程就出现单一的时间之矢,从而是不可逆的,这就与牛顿力学的可逆时间产生矛盾,出现牛顿、爱因斯坦与普里戈金、哈肯的分裂。
熵总是联系着大量子系统,而人类社会正是这样一个复杂的体系。在人类社会中不仅有熵增,而且有熵减,这就使关于人类的科学与整个自然科学产生分歧,出现自然科学与人文科学的矛盾。
质量守恒定律和能量守恒定律是自然界的普适定律,而熵增定律则适合于热力学孤立体系。任一质点或任一质点系都适合于质量守恒定律和能量守恒定律,但一个质点就谈不上熵增,非孤立体系的熵也不一定增加。
Ⅵ 什么是熵顺便详细解释一下熵增原理
汤甦野
在熵概念诞生已经150多年以后,讨论“熵是什么?”确实是一个很奇怪的问题。不过这看来确有必要,因为1854年由克劳修斯给出的熵定义dS=dQ/T至今仍然不能对熵的物理意义做出解释,而物理学家们并没有能够说明这是为什么?
物理学家们今天通常用玻耳兹曼1872-1875年借助于某些假设而导出的熵定理S=klnW来解释熵,式中k是玻耳兹曼常数,W为热力学几率。熵定理的假设主要有两个方面:1、等几率假设,玻耳兹曼用来导出熵定理的模型是气体分子模型,等几率假设包括了分子速度分布和分子的区域分布两种含义。2、对于分子体系来说,熵单调增大而分子分布的热力学几率也是“单调增大”,因而两者之间存在联系。根据S=klnW,最常见的解释有:熵是热力学可能性,概率、混乱或无序程度的量度等。
统计解释并没有圆满解决问题,因为热力学熵和第二定律不需要考虑等几率假设,在存在相互作用情况下,等几率假设不是普遍成立的理论前提,统计解释不能普遍适用,而例外则是一种普遍情况。同时它也不能说明为什么热力学解释不了熵概念。本文所讨论的重点是如何在热力学范围内解释熵的物理意义,对统计观点所存在问题的讨论在《熵:一个世纪之谜的解析》第2版中有详细的展开说明。
我们首先要讨论的问题是:为什么克劳修斯熵定义dS=dQ/T不能对熵的物理意义做出解释?这要从克劳修斯熵概念在数学(和物理)性质两个方面的不完备性说起。
熵是一个根据数学性质定义的状态函数,但它的数学(物理)性质却并不完备,卡诺循环设计了一种闭路可逆循环,而在数学上确定一个态函数A通常借助于这样一个关系式:∮dA=0(任意路径),克劳修斯正是根据∮dQ/T=0(可逆路径)提出了熵的定义。
dS=dQ/T只是一个数学上的定义,即借助于∮dQ/T=0(可逆而不是任意路径)证明在数学上存在一个态函数,这个态函数是什么?克劳修斯没有说清楚,因为在这样的定义形式下无法解释清楚,原因是定义的数学性质不完备。它也不像内能这样的物理量,在被证明为态函数之前就有了明确的物理意义。在某些教科书上你可以看到这样的说明:“我们强调dQ存在积分因子不是一个数学结论而是根据热力学第二定律得到的物理结论。”但是并没有发现存在某一条定律赦免了熵定义数学性质的完备性要求。
问题出在dS=dQ/T实际上不是一个全微分,这个定义令人困惑不解,定义态函数却用了Q这样的非态变量。根据态函数全微分的数学性质我们可以确定必定存在∮dS=0(任意路径) ,但是克劳修斯的结果却是∮dQ/T≤0(任意路径) ,这个结果说明dS=dQ/T不能满足态函数全微分的数学条件。而第二定律的导出就更让人感到奇怪了:熵的定义是dS=dQ/T,第二定律却来源于dS≥dQ/T,在非平衡态热力学中,我们有这样一个表达式dS=diS+deS,容易看出平衡态热力学的dQ/T只是deS(熵流)项的一种类型,说明在普遍情况下dS=dQ/T不一定成立。这是熵概念无法解释、同时也是第二定律不等式dS≥0没有全微分表达式的原因。
∮dS=0(任意路径)是必须被满足的充分必要条件,否则熵就不能成为态函数。比较熵的定义式dS=dQ/T(可逆)和热力学第二定律的导出关系式dS≥dQ/T(可逆),不难判定dQ/T(可逆)不可能成为量S的全微分。于是问题可以归结为为:热力学需要确定熵的全微分表达式,需要一个满足∮dS=0(任意路径)的函数形式来定义熵。
有一个问题回答起来并不困难,熵概念的定义不是一个全微分而150多年来热力学的定量分析却没有发现错误的原因是:存在一个巧合,熵概念的全微分表达式已经被实际应用。
现在我们考虑怎样去确定热力学熵的全微分定义式。
在热力学中,内能U可以分为两个基本类型:1、对温度产生贡献的类型,微分式用nCvdT表示,式中n为分子摩尔数,Cv为恒容热容,T为温度;2、与广义距离有关的能量,对温度不产生贡献,微分式用Ydx表示,式中Y为广义力,dx为广义位移。例如对于一根拉紧的橡皮筋,Y是橡皮筋的张力,dx是长度的改变。分子的化学能也可以看作是Ydx一种类型,在热力学中,Ydx对应于“自由能”。
在热的输运过程中,dQ/T可以被看作已经确定的结果,即如果热力学体系对外交换能量dQ,那么熵增dS=dQ/T。
而对于做功过程,情况则有所不同,由于摩擦、阻尼等耗散因素的存在,做功过程通常也存在损耗。在可逆情况下,例如拉长一根橡皮筋,所做的功dW=Ydx,即所做的功能够以“自由能”的形式完全储存。而当存在摩擦、阻尼时,所做的功将会产生损耗,有一部份能量将转化为热,这时将有dW>Ydx,两者的差即为转化为热的损耗dQ=dW-Ydx。熵增加为(dW-Ydx)/T。与热输运合并考虑得到
dS=dQ/T+(dW-Ydx)/T=(dU-Ydx)/T
上式是热力学中熵的一个主要表达式,但来源与经典方式不同,在大多数情况下,这个式子似乎可以用dQ/T来说明,但存在例外。对于理想气体:
dS=(dU+pdV)/T=nCvdT/T+ pdV/T= nCvdT/T+nRdlnV
内能全部为对温度产生贡献的类型,其熵包含了两项:第一项解释为∫nCvdT对温度T分布的平均程度,第二项解释为空间分散程度(的量度),两种解释都来源于函数形式的数学意义。
对于内能两个不同类型的能量形式而言,对温度产生贡献的“热能” ∫nCvdT是已经产生耗散的能量类型,熵则是这种耗散的量度,自由能∫Ydx(不包含-pdV)则可解释为未经耗散的能量类型,其熵值为零。
在Ydx中,-pdV与∫nCvdT相联系而不是一种独立能量类型,这可以由“热能”的两种输运方式得到解释:第一种是热的输运,如热从高温流向低温,输运的能量已存在自发变化能力的部份耗散;第二种是热功转换,相当于从能量∫nCvdT中提纯出未经耗散的能量(自由能),而将相应的耗散量pdV保留在原有体系中,在可逆情况下,这个保留的耗散量与输出的自由能正好相等,不可逆过程则意味着产生了新的耗散。与其他类型的自由能耗散的区别在于:-pdV与dW之差对能量∫nCvdT不产生贡献,而Ydx与dW之差则对应于相应的增量nCvdT,即转化为与温度有关的能量类型。
热力学熵可以重新定义为:
dS =(dU-Ydx)/T
或:
dS= nCvdT/T+nRdlnV
这一结果说明热力学熵是一个能量分布函数。上述两个表达式都满足∮dS=0(任意路径),即满足全微分的数学条件,与过程无关。同时不改变现有理论的定量分析结果,因为热力学理论已经在应用,除了定义之外,在经典热力学中,dQ/T在上两个表达式中实际上更多的是作为“偏微分”来处理。
现在我们可以给出熵概念的热力学解释:
热力学熵是能量(“热能”)∫nCvdT的能级布平均程度和(粒子)空间分布离散度的量度,其数值表达了热力学体系自发变化能力的耗散量;
第二定律表述为:
自发过程朝着“热能”的能级分布趋向平均或/和(粒子)分布离散度增大、或(和)相互作用自由能减少的方向进行;热力学自发过程内能“自发变化”能力的耗散量单调增大。
Ⅶ 怎样理热力学中的熵
1、关于熵的定义
dS=dQrev/T
注意:式中的 dQrev 是工质可逆过程吸收或放出的热量,T 是工质本身的温度。
2、关于熵的性质
(1)熵是状态参数,即其大小与过程无关,而仅与状态相关;
(2)比熵具有强度参量的特性。
3、关于熵的计算
s=so+∫dq/T
注意:
(1)so---为熵的基准,可以根据具体情况确定,通常可取1atm下0K或0℃为0;
(2)so无论取什么基准,其熵变△s不变;
(3)由于熵是状态参数,故无论是怎样的过程,均可按可逆过程计算,但一定要注意的是,dq 一定是可逆过程下的热量;
(4)∫dq/T 的下界是基准态,上界是(P,T)下的状态,即 s 不仅与温度有关,且还与压力有关;
(5)系统总熵变等于系统内各个子系统熵变之和,即
△S=∑△Si
(6)孤立系统的总熵变
△Siso=∑△Si=Sg(熵产)≥0
4、关于熵的应用
(1)工程应用。熵是物质的某个特殊属性,故熵同比热容、密度等一样重要,特别是热力过程计算、分析时不可或缺的参数;
(2)其他应用。由于熵的特性,已经被广泛应用于社会的各个领域,如信息熵、人体熵、社会熵等,已拓宽了原有熵的基本含义,但其根本属性未变。
5、关于熵的理解
(1)上述1-4点是对熵的最基本理解与运用;
(2)熵的本质特征是其无序性,即熵增大,表明无序程度升高;
(3)熵具有时间的特性,即任何孤立系统的总熵一定是沿着熵增加的方向进行,这就是所谓的熵增原理,也即过程进行的方向性;
(4)个体熵可增可减;
(5)熵产表明过程必不可逆,必然有机械能的损失。可逆过程熵产为0。熵产不可能为负。
(6)所有的自发过程,必然产生熵产,即所有的自发过程都不可逆。如不等温传热、气体的混合、真空膨胀、流体流经阀门、机械能向热能转化等;
(7)孤立系统达到平衡状态时,熵增达到最大值;
................
最后,楼主多做点关于熵的题目,更有利于对熵的理解。
Ⅷ 熵是什么如何理解熵原理和熵增原理
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。
灯泡碎了不能自己复原,而这一切都是因为熵。
熵增原理,指孤立热力学系统的熵不减少,总是增大或者不变。用来给出一个孤立系统的演化方向。
说明一个孤立系统不可能朝低熵的状态发展,不会变得有序。熵增原理是适合热力学孤立体系的,能量守恒定律是描述自然界普遍适用的定律。 熵增定律仅适合于孤立体系,这是问题的关键。
Ⅸ 想写有关熵理论方面的论文,评职称用,谁能给些题目
[摘要]企业组织在发展过程中随着规模的扩大,其轨迹呈现出从有序到无序的内在演变过程,因而通过组织创新引导企业不断创造有效能、吸收负熵流、减少正熵流、促进管理耗散结构的形成,对推动企业可持续发展尤为重要。
[关键词]组织创新;管理熵;耗散结构
国内外对企业组织创新的研究主要集中于组织创新的动因、形式与路径方面,形成了组织创新内容学派和过程学派,而对企业组织创新定量分析方面研究甚少。基于此,对组织创新进行定量研究,一方面可借助于熵理论分析组织创新的有序度,另一方面可建立组织创新的仿真模型来分析组织创新效率。笔者是基于管理熵和管理耗散结构理论的管理学意义的阐释来说明组织创新。
熵概念是为了将热力学第二定律格式化而引入的,创立信息论之后,熵被作为信息的量度。为了更好地描述熵对事物不确定性程度的量度,中国学者杨国政、宋华岭和任佩瑜等人将熵引入管理学领域。管理熵揭示的是企业组织内部管理效率递减的规律,它指出企业内部存在能量梯度,即能量差异,作为一个相对封闭的孤立系统,如果企业较少与环境进行信息、能量和物质的交换,则必将从有序发展到无序并最终走向衰亡。而管理耗散则从另一个角度揭示了企业组织由无序向有序发展的趋势,它描述了企业作为一个远离平衡态的开放系统,内部各要素问存在非线性作用,当企业外部环境变化达到一定阈值时,随着其内部同环境不断进行能量、物质和信息交换,企业组织总熵减少,因而效率相应递增[1]。可以说,管理熵的本质就是组织的管理混乱、无序、能量无效、衰减的一种状态,而管理耗散的本质则是指组织的管理有序、正常、能量有效、再生的一种状态。
由于现实中,没有哪一种组织结构能使企业常盛不衰,因此,可以综合运用系统理论、熵理论和信息理论,建立数学模型来定量分析企业组织系统演进的内在机理和路径。基于管理熵和管理耗散结构的组织创新是利用管理熵和管理耗散结构理论,通过外部要素结构与内部要素结构之间互动关系的研究,对企业组织进行结构和功能的重组,以增进组织的开放性,扩大企业与外界的物质、信息和能量交换及补偿的能力。所以,基于管理熵、管理耗散结构的组织创新较之于传统的组织创新在一些主要方面存在较大的差别,能较好地融合组织强制力和市场强制力,产生出一种高效有序的组织状态。
一、熵理论和企业组织创新的关系
管理熵意味着无序和混乱,管理耗散则意味着有序和再生,两者是一对矛盾。前者给企业组织带来负面影响,使企业走向衰退,后者则使企业能克服管理熵所造成的负面结果,不断获得再生能量,从而延长企业生命周期,实现企业可持续发展。统一性表现在两者可以相互影响:管理耗散的产生可以减少、抑制管理熵增;反之,管理熵减又可以促进管理耗散的形成。在企业发展当中,上述规律交互影响,两者力量的此消彼长导致企业演化呈现矛盾复杂的特点[2]。若企业不断开拓新的发展点,寻找到再生契机,企业的生命就可以得到延缓,进入新一轮的发展期。由此可见,企业组织发展规律的关键就是管理熵和管理耗散之间的这种矛盾运动,弄清并把握了这种矛盾运动,就把握了企业未来的发展方向。
组织创新正是基于这种矛盾运动的产物。通过组织创新,企业打破封闭,建立开放系统,不断地从外界吸取能与企业产生协同效应、提高竞争力的优质物质,即人力资源、资本、技术、市场信息等,并与外界环境发生物质、能量交换,从而有效地打破旧的相对平衡态,创造新的非平衡态。在这种交互作用的过程中,企业既要克服因熵的增加而导致的混乱状态,又要依靠负熵的导人来构建新的有序。只有在负熵的增加大于正熵增加的时候,企业整体的熵的变化才会小于零,企业才会形成新的有序,才会向更高的层次推进,因此,组织创新的实质就在于创造一个负熵流持续增加的环境,促进管理耗散结构的形成。
二、企业组织创新中的熵原理
(一)组织创新的目的是促进耗散结构的形成
企业在组织创新前是一个相对平衡的系统,他们维持原有的生产结构、人员结构和已有的制度。虽然每天不断地发生采购、生产与销售这些经济活动,但他们的生产函数、资产结构、人事结构没有发生改变,所以企业在组织创新前是一个相对平衡的系统。而这种相对平衡将使企业逐渐成为一种平衡态,最后其熵值越来越大,一旦其熵值达到临界值时,将会出现热寂,使企业无法再维持下去,最后只能破产[3]。
企业在组织创新中引入新的生产要素及其组合,引起企业系统变化,改变了原有的生产结构,打破了原有的人事、生产平衡,打破了企业原有的资产、人力、制度、技术的组合方式,也改变了企业与环境的约束机制,使企业新系统得以形成,因此,组织创新能促使企业系统形成一个新的远离平衡态的耗散结构。在形成新企业系统过程中,各要素间的相互作用是完全不能简单地用一种线性的关系来描述的,这时,新的技术、资产结构、制度等都作为一种新的要素组成了新的生产函数。各种新要素以及其衍生品引人新系统中,直接干扰了旧企业系统的平衡态,并在一种新的反馈机制的作用下,其作用力不断成倍的扩张,促使系统远离平衡态。结果是:新要素间的随机涨落与反应不再被衰减,而是被放大,形成巨涨落,并形成了生产要素的重新组合,使新企业系统得以形成,企业从一种运作状态转换到另一种新的有序运作状态[4]。可以说,企业组织创新是企业系统演进过程中的一次大幅度涨落。
组织创新后,企业在资本结构、技术、人力、制度、信息等方面都会发生变化,各种变化都将使企业朝另一种方向发展。这种巨大外力的作用,使企业不断地发生涨落甚至突变,如果涨落、突变后的各要素能形成一种自组织,企业在组织创新过程中所受的外力将朝着协同的方向前进,形成一种新的耗散结构。那么,在此基础上所形成的新企业系统其熵值远低于创新前各企业子系统的熵值之和,此时新企业子系统乃至整个组织系统更加趋于协同,有利于企业由一种有序走向更高层次的有序,即新企业系统成为新的耗散结构[5]。另一种情况是,如果企业在涨落、突变后,各要素无法形成自组织,那么各要素间将不断地冲突,表现在组织创新后企业不断地产生文化冲突、组织混乱和制度不明朗现象。在此过程中,企业不断地耗散有效能量,最后企业将无力组成一个新系统,各要素都是各自为政。使企业更加混乱,熵值不断增加,最后达到热寂状态,而不得不分离[6]。
可见,耗散结构理论是研究系统怎样从混沌无序的初始状态向稳定有序的组织进行演化的过程
和规律。组织创新是建立一个很有活力的耗散结构,在这种结构中,系统的熵值将会越来越小,这就是将耗散结构理论应用于组织创新的关键所在。
(二)熵变为负:企业组织创新的出发点
熵是一个系统无序程度的度量,如果一个企业只保持一种定态,不从外部引入一些新的东西,这个企业系统的熵就不可避免地会增加。但是,企业要生产出特定的产品或提供特定的服务又必须形成与之相对应的定态,即特定的生产模式或服务模式,否则就不会有企业的存在。这就导致一方面企业为了生存与发展,需要形成一个定态;另一方面定态的维系又伴随着熵的增加。解决这一矛盾的惟一办法就是导入负熵流,利用负熵流冲击已有的定态,导致新定态的产生,进而提高整个企业的有序程度。
企业组织创新其初始目的是希望资源得到有效的配置与利用,最终使企业更有序地发展。从事物的发展规律和能量守恒定律来分析,组织创新这种经济活动就是充分利用资源产出最少的废弃物并减少对社会的损失,在社会学中,我们就把它综合地称之为熵值最低。在组织创新过程中,企业的人力、财力、技术、制度各方面的影响是错综复杂的,他们相互之间都不是独立的,是相互联系与相互制约的,所以,他们之间的作用不是一种简单的线性关系,而是一种非线性关系,少量的外力和流量就足以使它进入完全不同的新状态,即引起系统的突变,从而导致按照熵产生极小原理所确定的热力学关系变得不稳定,表现出复杂的时空行为,正如普里高津论述的一样,如果流过的外力和流量是线性关系,其方向将是熵值最小原理,若流过的外力和流是非线性关系,而非线性方程的解不是惟一的,那么,其熵值变化就可能是正的、也可能是负的或者是不变的。这时,以熵值变化来描述企业,那么企业有可能熵值变化为正无穷大,最后就破产;企业的熵值变化也可能为负,不断地壮大发展;企业的熵值变化也可能为零,维持原有的状况,即创新结果具有一定的不确定性。因此,企业在进行组织创新时,总是选取能量多而能质低的系统,输出的是含能量大而且能质高的产品和能量小而且能质低的废弃物,在此过程中,系统同外界市场之间有一个熵流,表示系统同外界市场发生交换时的熵变,它的作用是促使企业系统形成耗散结构,使系统的熵值变小,这实际上也是我们进行企业组织创新的出发点,即企业的熵值变化为负。
(三)组织创新的不断演进使企业从无序走向有序
随着时间和环境的变化,组织结构变得不再适合企业的发展,各职能部门不断增加,层级变得越来越多,组织日益复杂起来,内部结构性磨擦系数增大,相互之间的冲突越来越多,协调,整合越来越困难,组织内有效能量衰退,反应能力低下,而且由于组织复杂庞大,信息渠道延长,节点增多,经常出现信息失真和迟滞现象,影响组织的正常决策,导致管理熵递增,管理效率递减。为了打破组织的沉寂,让企业充满活力,必须使企业远离平衡态,不断向组织内输送新的能量、物质和信息,使组织有序度增加,无序度减少,负熵大于熵,形成管理耗散结构。依此原理,组织从计划结构过度为柔性结构,再向混乱结构演变,组织处于一种动态平衡中,组织内的一个微观随机小扰动就会通过相关作用放大,发展成一个宏观的巨大涨落,使组织进入不稳定状态,达到一定阈值后又通过自组织再上升到一个新的平衡态,形成充满活力的有序结构,组织将重新走向繁荣。因此,企业必须能够准确把握管理熵的阈值,及时从环境中摄取大量的物质、能量和信息,进行相应的组织创新、管理创新、文化创新和技术创新等,打破内部僵化的平衡状态,使管理效率递增,促使企业从无序向有序进化。
三、熵理论在企业组织创新中的应用:组织的不稳定性分析
根据经典热力学第二定理,封闭系统的不可逆过程将导致系统从有序状态向无序状态转化,即向熵增加的方向转化。由此我们知道,复杂系统在运行时自身具有从有序状态向无序状态发展趋势,在此过程中,各个子系统之间以及系统与环境之间将发生能量、信息和物质等方面的变换,一些不希望产生的能量、信息和物质的变换会导致部分子系统发生崩溃,继而影响到其他子系统,最后导致整个系统的崩溃[7]。因此,笔者得出结论:不稳定性是复杂系统的固有属性。因此,在组织创新过程中,我们必须对组织的稳定性进行分析,从而避免系统不稳定性被激发,这样才能对组织创新提供理论依据。
(一)不稳定性本质
对于一个开放的复杂系统,其熵值的变化dH可以分为两个部分:一部分是由系统内部不可逆过程所引起的熵增加diH,diH≥0;另一部分是系统与外界交换能量和物质所引起的熵流deH,deH可能大于零也可能小于零。业已证明,在远离平衡的区域中,复杂系统的演化并不遵循某种变分原理,因此整个系统的熵的变化应为dH=αdiH+βpdeH,乘上系数p,表明外界流人的熵经系统内部作用后的最后熵变;diH乘上系数α,表明由于外界流入的熵对系统作用的因素,从而使系统内部熵增量diH发生变化后的修正值[8]。
对于孤立系统有:β=0,deH=0,α=1,diH,≥0。对于开放的复杂系统,有四种关系:(1)α≥0,β≥0;(2)α≥0,β≤0;(3)α≤0,β≥0;(4)α≤0,β≤0。系统的不稳定性正是由于diH和deH之间的矛盾运动所引起的。
笔者根据熵增原理分析了系统崩溃的内在机制,证明了不稳定性是系统的一个固有属性。在此基础上,将进一步分析组织创新过程中各个组元之间的相互不稳定性联系以及不稳定性在系统内部的传播扩展模型,便于采取组织修正措施。
(二)复杂系统内部的不稳定性关联
假定企业系统S可以划分为m个子系统S1,S2,…,Sa…,Sm,对任意子系统Sa=(Sai),a=1,2,…,m,i=1,2,…,q是描述子系统不稳定性特征的因子。令Ca(a=1,2,…,k)为sai分类的集合,k≤q,
其中,nij表示子系统Sa属于Ca的第i类的同时Sb属
于Cb的第i类的数量。
定义熵:μ(Sa,Sb)=H(Sb)+H(Sb)-H(Sa∪Sb)为子系统Sa与Sb的不稳定性关联熵。定义μij=±(Sa,Sb)/H(Sb)为子系统Sa与Sb的不稳定性关联度系数[9]。其中正号表示正相关关系,负号表示负相关关系。由各个子系统问的不稳定性关联度系数可以组成系统S的不稳定性关联系数矩阵。这样可以根据实际需要,通过该系数矩阵,找出不稳定性关联度强的子系统,采取必要的修正措施,从而有效地避免组织创新过程中系统的崩溃。
(三)不稳定性传播模型
复杂系统受到外部打击时,如进行组织创新时.不稳定性在其内部子系统间传播扩散,其基本形式可以归纳为如下三种情况:(1)多米诺骨牌模型:系统内部的子系统呈链状结构关系,以每一块骨牌代表一个子系统,以每两块骨牌之间的距离表示其不稳定性关联度。当某个子系统发生崩溃时可能激发相邻子系统的崩溃,最后导致整个大系统的崩溃。(2)金字塔模型:在系统内部的子系统间呈由上至下的层次关系,以每一个点表示一个子系统,点与点的距离表示子系统间的不稳定性关联度。当上层的某个子系统发生崩溃,将激发下层子系统的崩溃.最后导致整个系统的崩溃。(3)倒金字塔模型:和金字塔模型相对应,复杂系统内部子系统间呈从下至上的层次关系,以每一个点表示一个子系统,点与点的距离表示子系统间的不稳定性关联度。下层的某些子系统发生崩溃将激发相邻上层子系统的崩溃,层层传递,最后导致整个系统的崩溃[10]。由于复杂系统内各个子元的联系十分复杂,不稳定性在复杂系统内部传播和扩张往往有各种各样复杂的形式,但不管何种形式,都是由以上三种基本形式的组合和变换而成的。
通过对组织的不稳定性分析,可以发现组织创新过程中的不稳定性产生的机理及扩散方式,以便于组织创新实践的进行。
四、组织创新中导入管理负熵和建立耗散结构的措施
企业作为一个系统可通过对外开放,自我改造,不断地与环境进行物质、能量、信息的交换,通过各要素的相互作用,使组织整体实现负熵值的增加,进而促使企业的发展。对组织创新而言,管理的任务就在于尽可能地促进耗散结构的形成,延缓或减少正熵的增加,消除那些可能导致企业正熵增加的不利因素;当企业出现正熵增加时,管理者的工作便是采用适当的方法在企业内部生成或从企业外部引入负熵流,使企业组织形成新的有序结构。具体来讲,可以通过以下四个方面来导入负熵流和建立耗散结构。
1.不断创新促使企业远离平衡态。当企业处于一个不太熟悉的情景时,通常会更加开放,更容易导人负熵。在一般情况下,负熵的导入带有明显的强制性,企业负熵的增加必须借助于适当的组织结构与强有力的管理制度执行的保障体系,因此,企业组织必须通过不断创新才能打破原有的平衡,使企业远离平衡态,从而为新的更高层次的有序结构的产生创造条件,促使企业与外界环境的交流,不断吸收负熵。
2.加强对外交流和内部反馈机制。在组织创新中,一方面,通过与外部进行产品、人才和技术等方面的交流来增加产生负熵的可能性,另一方面,要加强反馈机制。由于引进了新的深层结构,正反馈和负反馈将会同时出现。前者支持新的深层结构,后者要求恢复原有的平衡状态。此时,管理工作的核心任务就是发现一些支持新的深层结构的信号,利用正反馈机制的乘数效应将其放大,并以此来促进新结构的形成。
3.强化企业管理,营造良好的企业文化氛围。任何涨落,不管是内生的还是外生的,都必然会冲击已有的平衡态,而组织行为学研究表明,任何组织及其成员都具有不同程度对抗变革的倾向。因此,为了保证在组织创新过程中能够增加负熵,就要建立与之相适应的管理制度,营造良好的企业文化氛围,并强行予以实施。
4.通过沟通帮助员工形成与企业整体相一致的利益要求、行为准则和价值标准。因为只有这样,企业才有可能引入并形成新的深层结构,进而将企业的有序化水平推向更高的层次。因此,要求各层次的管理者采用适当的沟通方法、合适的沟通渠道定期与员工进行情感沟通、政策沟通、目标与计划沟通等,通过沟通,让员工知道他应该知道、有权知道的信息,以提高员工对组织创新关注的程度与积极性,并融洽员工与各管理者之间的关系,从而避免产生不利于管理者与被管理者之间的矛盾与冲突。
五、结论
组织创新是企业随着自身和环境变化不断获得再生的发展过程,而基于管理熵和管理耗散结构理论的组织创新不同之处在于传统的组织创新其重点是增强组织强制力,促进企业内部要素的结构化和功能化,因此传统的组织创新更加强调产权结构变革、企业家的作用和控制机制的完善,而基于管理熵和管理耗散结构理论的组织创新的重点是通过企业内外部要素结构化和功能化的互动,促进市场强制力与组织强制力的有机融合,其路径是通过扩大企业的开放性,并通过结构性变革对组织成员施加足够的市场强制力,以产生低管理熵及其高效率状态的管理耗散结构。因此,基于管理熵和管理耗散结构理论的组织创新更加强调人的观念再造、企业家精神、个体学习和组织学习的互动、拓展信息的通道和完善协调机制。
评职称可以问 283917229
Ⅹ 熵值(H值)法
熵是数学家Shanon最早提出的概念,在统计学中它作为各种随机试验不肯定程度的度量。首先应用于热力学,熵是分子热运动“乱度”的度量,在平衡状态下熵值最大,这时分子处于最无序状态。信息论的问世使熵成为信息论中的专有名词,用来度量信息的无规则程度,即信息乱度的度量。它也反映事物发生的不确定度。一般来说,复杂系统的不确定度高。因此,地质构造特征越复杂,其不确定度越大,即熵值越高。这就是我们用熵来表示地质构造特征的复杂程度的原因。熵的计算公式如下。
对定和数据,如地层、岩浆等出露面积(其和为1),可用如下公式来计算:
西南三江中段成矿规律与成矿预测研究
对不定和数据,如断层条数等,用如下公式来计算:
西南三江中段成矿规律与成矿预测研究
式中:p为变量数;n为单元总数;xij为第i个单元第j个变量的取值(原始数据);对数log可以取自然对数或者常用对数等。