耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同理論與蛋白質(zhì)攝入研究

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1、耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同理論與蛋白質(zhì)攝入研究【摘要】闡述耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同理論的主要思想，分析了兩論對系統(tǒng)的重大意義，并首次從營養(yǎng)學(xué)的角度，通過對蛋白質(zhì)攝入的氮平衡狀態(tài)解釋了耗散結(jié)構(gòu)的熵和負(fù)熵，以及用機(jī)體攝入蛋白質(zhì)的生理機(jī)制再現(xiàn)了協(xié)同理論，從而獲得了對科學(xué)研究的啟示?！娟P(guān)鍵詞】耗散結(jié)構(gòu)理論；協(xié)同理論；蛋白質(zhì)　　AbstractMainideasandgreatmeaningsoftheoryofdissipativestructureandsynergythedissipativestructuretheory,physiological

2、mechanismofproteinintakerepresentingsynergytheoryattheangleofnutrition,theauthoracquiredanenlightenmentofscientificresearch..Keywordstheoryofdissipativestructure;synergytheory;protein　　1耗散結(jié)構(gòu)理論與協(xié)同理論的提出1969年，比利時(shí)布魯塞爾學(xué)派的領(lǐng)導(dǎo)人普利高津教授針對非平衡熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的發(fā)展提出了一種新理論耗散結(jié)構(gòu)理論：一個(gè)遠(yuǎn)離平衡的開放系統(tǒng)，

3、在外界條件變化過渡到一定程度，系統(tǒng)內(nèi)部某個(gè)參量變化過渡到一個(gè)臨界值時(shí)，經(jīng)過漲落系統(tǒng)可能發(fā)生突變，即非平衡相變，那么，該系統(tǒng)將會(huì)由原來的混亂無序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N在時(shí)間上、空間上或功能上的有序狀態(tài)。其中，熵是系統(tǒng)無序性的量度：熵產(chǎn)生即熵增加，系統(tǒng)無序化；負(fù)熵流即熵減少，系統(tǒng)有序化〔1〕。兩年后，哈肯從研究激光這種典型的系統(tǒng)自組織現(xiàn)象出發(fā)，創(chuàng)立了普遍適用的系統(tǒng)從無序向有序演化的理論協(xié)同論。在協(xié)同論中，哈肯認(rèn)為事物的演化受序參量的控制，演化的最終結(jié)構(gòu)和有序程度決定于序參量〔2〕。協(xié)同論同耗散結(jié)構(gòu)一樣，研究對象都是開放系統(tǒng)，其中，耗散結(jié)構(gòu)研究一

4、個(gè)處于遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)的開放系統(tǒng)，如何在一定條件下從無序向有序演化的規(guī)律；而協(xié)同論在此基礎(chǔ)上更向前推進(jìn)了一步，它研究一類有許多子系統(tǒng)構(gòu)成的系統(tǒng)（子系統(tǒng)可以截然不同），研究這些子系統(tǒng)如何協(xié)作而形成宏觀尺度上的空間結(jié)構(gòu)、時(shí)間結(jié)構(gòu)或功能結(jié)構(gòu)，還特別研究這種有序結(jié)構(gòu)是如何通過自組織的方式形成的〔2〕。近年來這兩個(gè)系統(tǒng)科學(xué)的新的理論方法的發(fā)現(xiàn)和成就，已引起了全世界的關(guān)注，它突破了傳統(tǒng)的熱力學(xué)定律和還原論方法，已為進(jìn)一步研究開放的復(fù)雜系統(tǒng)的發(fā)展及演化，提供了有力的工具。　　2耗散結(jié)構(gòu)、協(xié)同理論對系統(tǒng)的意義世界是物質(zhì)的，物質(zhì)世界是成系統(tǒng)的。系統(tǒng)整體是

5、按照固有的規(guī)律在運(yùn)動(dòng)和發(fā)展的。當(dāng)代新的科學(xué)成果和重要的新理論都證實(shí)了這一點(diǎn)，并且人們在實(shí)踐中不斷獲得對這些規(guī)律的認(rèn)識。那么“耗散結(jié)構(gòu)理論”到底為我們解決了什么問題呢？自然科學(xué)研究的對象有三個(gè)領(lǐng)域：一個(gè)是至小無內(nèi)的基本粒子領(lǐng)域；一個(gè)是至大無外的天體宇宙；一個(gè)就是我們?nèi)祟惿畹?，介乎兩者之間的物質(zhì)世界。在這個(gè)世界里，隨時(shí)隨地都在發(fā)生著十分復(fù)雜的變化。長期以來，人類搞清了許多復(fù)雜的自然現(xiàn)象，但對人體本身的變化卻一直迷惑不解：人體從細(xì)胞到胚胎，通過不斷提取營養(yǎng)（大都是無序的小分子）變成了大分子有序的蛋白質(zhì)，這是一個(gè)從無序到有序的過程，應(yīng)用以

6、往的定律應(yīng)該如何解釋？食物中雜亂無序的小分子物質(zhì)是怎樣構(gòu)成了耳朵、鼻子、眼睛、四肢等高度對稱的、結(jié)構(gòu)上有序的、思維有序的、功能有序的人體呢？這一科學(xué)之謎終于被普利高津揭開了。耗散結(jié)構(gòu)理論提示，不僅一個(gè)活的人體、動(dòng)物體、植物體是耗散結(jié)構(gòu)，就是一個(gè)社會(huì)系統(tǒng)，如一個(gè)城市、一個(gè)工廠也可是一種遠(yuǎn)離平衡的耗散結(jié)構(gòu)。也就是說，遠(yuǎn)離平衡態(tài)的非平衡系統(tǒng)可以是生物的、物理的、化學(xué)的，也可以是社會(huì)的。因此，耗散結(jié)構(gòu)理論已經(jīng)在化學(xué)、生物、激光等方面得到了廣泛的應(yīng)用，就其在自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)系統(tǒng)論方面的意義講，是無可估量的。同時(shí)，客觀世界存在著各種各樣的系統(tǒng)

7、：社會(huì)的或自然界的，有生命或無生命的，宏觀的或微觀的系統(tǒng)等等，這些看起來完全不同的系統(tǒng)，卻都具有深刻的相似性。協(xié)同論正是研究不同事物共同特征及其協(xié)同機(jī)理的新興學(xué)科。協(xié)同論認(rèn)為，千差萬別的系統(tǒng)，盡管其屬性不同，但在整個(gè)環(huán)境中，各個(gè)系統(tǒng)間存在著相互影響而又相互合作的關(guān)系。應(yīng)用協(xié)同論方法，可以把已經(jīng)取得的研究成果，類比拓寬于其他學(xué)科，為探索未知領(lǐng)域提供有效的手段，還可以用于找出影響系統(tǒng)變化的控制因素，進(jìn)而發(fā)揮系統(tǒng)內(nèi)子系統(tǒng)間的協(xié)同作用。由于協(xié)同論把它的研究領(lǐng)域擴(kuò)展到許多學(xué)科，并且試圖對似乎完全不同的學(xué)科之間增進(jìn)相互了解和相互促進(jìn)，無疑，協(xié)同

8、論就成為軟科學(xué)研究的重要工具和方法。因此，把產(chǎn)生于物理學(xué)的“耗散理論”應(yīng)用于其他學(xué)科的各種系統(tǒng)中，實(shí)際上就是“協(xié)同論”的運(yùn)用。因?yàn)楦鞣N系統(tǒng)都在探討一個(gè)相似的問題：怎樣讓遠(yuǎn)離平衡態(tài)的系統(tǒng)獲取外界的負(fù)熵，從而和內(nèi)部子系統(tǒng)共同協(xié)同作用，以達(dá)