自然与人-30.21 高效率系统的原则要求
李开乐
摘要:高效率系统的主要原则是:①系统物质要远离平衡态;②核心物质须封闭和受保护;③只在目标环境处开放,应与一般周围环境封闭;④系统内外的状态差异是协同规律发挥作用的原动力,保持开放才能保持动力;⑤系统必须通过做功而释放能量。
显然,一个可运行的有序系统(包括开放系统、封闭系统),都有运行效率问题。在宇宙物质中,由天然自由主动形成的系统一般就有最高效率。非生命界中是宇宙蛋黄最有代表性,其次是较高档级的核球天体。从“自然与人-30.14”的系统具体定义出发,再结合天然系统实例,尤其结合天体的物质布局,我们可以得到启示而悟出天然系统的形成和运行规律,或者说物质要成为高效率系统的原则要求,主要是:
①组成系统的物质必须是远离平衡态的物质。
②最远离平衡态的物质,也即系统的中心部件,一般都位于系统中心部位,必须尽量封闭和受保护。其实可以把一个系统中最远离平衡态的物质就看成是系统的骨干、核心或者领导者,它对系统的自组织和演化过程起到指挥和带领作用,也为系统恒定地转换和提供能量,促成了系统维持稳定有序的运行状态。
③只能在远离系统中心而与目标环境直接接触的这一端开放成为能量的释放口子,应该与一般周围环境尽量封闭,才能保证系统有最高效率。
④系统运行的最终目标是使系统内部物质的状态与目标环境状态趋于平衡,两种状态之间的差异,就是启动系统协同规律发挥作用的动力源泉,而协同规律的运作结果是不断将能量从高位传到低位并与目标环境发生交换,保持开放就保持了差异,也就保持了动力的存在。
⑤系统的固有功能是做功,所以,不管高位能量是何种形式,系统都必须首先将能量转换为物质的动能,在把动能从高位带到低位对环境做功的过程中释放能量,不能将物质和能量通过其它渠道不做功就直接向目标环境或一般周围环境排放。实际上,系统用动能做功的过程,就是把系统动能向目标环境消耗释放掉的过程。必须注意,系统功能的释放能量过程,本质上不同于非系统的一般能量传递转换现象。例如,一块不与系统相关联的热钢板直接向周围辐射热量,或者高处的重物突然无端掉到低处等,都不是系统功能,那仅仅是一些一般性的物理现象。


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