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耗散结构
耗散结构指开放系统在远离热力学平衡的条件下通过与外界交换物质和能量而形成的有序稳定结构。是耗散结构理论的核心概念。这种结构是系统自组织的表现或产物,它在宏观上是稳定的,但不同于平衡结构的稳定,平衡结构的稳定是无序的,而耗散结构的稳定是有序的,是在一定有序度上的稳定。
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耗散结构理论
耗散结构理论是非平衡态热力学和统计物理学中的一种学说。这就阐明了开放系统通过耗散从无序走向有序的机制和规律。80年代以来,耗散结构理论在中国的传播和应用研究迅速发展,在中医学的应用研究引入注目,关于正邪斗争与内外涨落、气化与气化结构,阴平阳秘与有序稳定、熵变与熵病等方面的研究尤显活跃。
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耗散结构体系
因此,自组织有序结构也就可以称为耗散结构。此外,在平衡态,体系的熵量已经增至极大,无序度已经增至极大,从而也不可能产生有序。这种非线性作用,在化学体系中是体现在反应链上存在着自催化或交叉催化的环节,即某些反应物分子的一个生成物正是它们自身所需要的催化剂,从而使反应速率达到雪崩式的加快(自催化);
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生物计算机
生物计算机目前主要有以下几类:生物分子或超分子芯片立足于传统计算机模式,从寻找高效、体微的电子信息载体及信息传递体入手,目前已对生物体内的小分子、大分子、超分子生物芯片的结构与功能做了大量的研究与开发。每个神经元只能是兴奋态或抑制态,任一神经元的输入是其他神经元的输出通过突触作用的总和。
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计算神经网络
大脑具有相当高级的处理信息的能力,与传统计算机模型相比,大脑具有如下特征:首先是大规模并行处理能力,其次是大脑具有很强的“容错性”和联想功能,第三是大脑具有很强的自适应能性和自组织性。每个神经元只能是兴奋态或抑制态,任一神经元的输入是其他神经元的输出通过突触作用的总和。
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结构
结构是系统内部诸要素之间相互联系的组织形式。例如人,既有物质结构,又有意识结构;既有空间结构,又有时间结构、时空结构和功能结构等。认识并区分不同结构的不同性质对于医学的现代发展具有重大意义,如经络研究已显示出,经络结构与已知的解剖形态结构不吻,可能属于功能结构或其他更复杂的结构。
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系统科学
系统科学是研究系统及其特性和规律的现代科学门类。系统科学对医学的影响:系统科学对医学产生深远影响,正从根本上改变着医学的生命观、人体观、疾病观和防治观,推动医学模式从生物医学转向生物心理社会医学,导致医学方法论从还原论转向系统论,系统科学在医学的应用必将引起一场新的划时代革命。
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稳态
研究人体稳态是医学特别是生理学的一个重要目标,中医学的“阴平阳秘”是对人体有序稳态的最早认识,19世纪法国生理学家贝尔纳提出了“内环境恒定”理论,20世纪美国生理学家坎农提出了“内稳态”理论,钱学森倡导的人体科学又提出了“人体功能态”和“亚稳态”学说。
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超循环理论
超循环理论是研究生物大分子自组织机制的学科。艾根指出,有序结构不仅存在于耗散结构那样的宏观尺度上,而且存在于生物大分子这样的微观系统中,在化学演化阶段和生物进化阶段之间,存在着一个生物大分子自组织阶段,生物大分子形成有序化组织,在类似达尔文所论生物进化的过程中,逐步形成具有统一遗传密码的细胞结构。
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熵病
熵病是人体系统因熵的积滞而呈现的疾病。非平衡态热力学认为,人体是远离热力学平衡态的开放系统,它与环境有物质能量交换,也有熵的交换,其熵的变化遵循耗散结构的熵变公式:ds=diS+deS。(2)广义熵病,即机体有序度下降而呈的疾病。
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稳定
这种稳定可以呈现在不同的有序水平上,封闭系统的热力学平衡态是一种熵极大(无序)的稳定,非平衡线性区的最小熵产生定态是一种非平衡的稳定,远离热力学平衡的非线性区呈现的耗散结构是一种有序稳定;人的生命活动状态的稳定与不稳定,是医学特别是其生理学和病理学研究的重要内容。
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生物力能学
这种过程是能量的转移。结构与能量关系的研究,与生物膜相联的能量转换作用是当前生物物理研究中最受注意的一个问题;当前比较受重视和研究比较深入的主要有下列几个问题,即氧化磷酸化作用、光合磷酸化作用、肌肉收缩、视觉过程、生物发光、离子的跨膜输运、光的生物学作用、高能辐射对机体与生物大分子的原初作用等等。