耗散結構

Author：王崇德

Title：耗散結構

Citation：資訊科學原理。台北市：農資中心；民80

Topic：說明耗散結構

Purpose：敘述資訊中的耗散結構

Methodology：現象分析

Finding：必須輸入負熵維持系統的有序性

Summary：

   熱力學第二定律是規定能量轉化過程方向性的，這條定律的本質就是“增熵原理” 。其表述為：不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其它變化即熱傳導不可逆。熵決定於系統內微觀粒子排列的機率(或稱概率) 。系統有自發地向熵增大方向變化的趨勢。

   熵不斷增加的意義是，分子運動的無序性的增加，有序性的減少。

   而耗散結構建立於開放系統上，它既與外界進行物質交換，又是與外界進行能量交換的系統。而熵變的概念是任何一個系統的熵變化是由兩部分組成，一為系統與外界交換物質和能量而引起的熵變流；一系統內部自發產生的熵。而在系統遠離平衡態的時候，系統不斷地從環境互動而取得負熵，新的結構和新的組織就能自發地形成，此即為耗散結構。在遠離平衡的非線性區形成的新的有序結構，並以能量耗散來維持其自身的穩定性，就是耗散結構。

.   而形成耗散結構的條件：為 1系統必須是一個開放系統2.系統應當遠離平衡態3.系統內部要素之間存在著非線性的相互作用4.系統從無序向有序演化

    資訊系統是一個開放的系統，並且是物質系統與概念系統的綜合體，而且對新技術、高技術特別敏感。

   而文中將耗散結構運用在資訊科學領域時舉例如下：

   1.文獻不斷的增加，顯然增大了文獻系統的無序程度。編製加工文獻就是一種旨在求得有序的負熵流輸入。但是加工文獻雖然克服原始文獻的無序狀態，卻又帶來了加工文獻本身的新的無序。輸入負熵流，使之更加有序化－轉化為目錄之目錄、名錄之名錄、文獻指南型的再加工文獻。

   2.各種受控詞表都不是完整無缺的。會有錯漏以及缺欠的問題，此均為詞表本身的“增熵”結果。而修訂詞表就是輸入負熵使其趨於有序。

   3.文獻流的無組織狀態，這種狀態也可以認為就是“文獻增長熵”，它是社會文獻信息系統無序的惡化趨勢，透過分類的處理，即是輸入負熵。

   4.館藏不斷增加的過程也是增熵的表現，可以運用滯架週期、剩餘有益性來輸入負熵，從而有效的管理館藏。 

Comment：

     耗散結構意即一消耗外界能量來維持自身有序性的系統，簡言之就是透過人為管理的方法輸入負熵，使系統之熵變趨近於零，讓該系統中之分子排列趨於有序。

    大凡任何人為的管理以及操作都是輸入負熵的行為。一個開放的系統，若沒有經過人為的控制，其熵將會趨於無限大，也就是混沌而雜亂無章的狀態。而由於資訊大量產出，無所控制，造成了所謂的資訊爆炸。為了有效的管理資訊，資訊科學由是應運而生，目的在於使資訊趨於有序，讓使用者可以取用其所需的資訊。

    透過運用耗散結構的概念，我們可以分析各種行為，判別其對於整體而言是輸入負熵或是正熵，來決定此一行為對於系統的操作是否對於其有序化有所助益。