52化石2023年第1期郭建崴最小熵产生原理进化论系列讲座（二十九）化石新知进化论坛前文说到，薛定谔《生命是什么》一书中论述的三个观点后来发展为理论生物学的三个方向——理论分子生物学、量子生物学和耗散结构理论。本篇就来谈谈耗散结构理论的曲折发展过程。这个理论的横空出世不仅给进化论提供了物理学背书，而且将进化的思想拓展到生物学之外更加广阔的领域。耗散结构理论阐明了开放系统如何从无序演变到有序的过程，指出一个远离平衡态的开放系统，通过与外界不断交换物质和能量，当外界条件变化达到一定的阈值时，可以经内部的作用而产生自组织现象，使系统由原来的无序状态自发地转变为时空有序状态，形成新的、稳定的有序结构——耗散结构。这个理论是比利时物理化学家和理论物理学家普里高津于1969年在国际“理论物理学与生物学会议”上以《结构、耗散和生命》一文提出的，它将理论热力学的研究推向了新的高峰。普里高津因这一重大贡献而荣获了1977年诺贝尔化学奖。普里高津（IlyaPrigogine，1917～2003）1917年1月25日生于莫斯科，1921年随家侨居德国，1929年定居于比利时并于1949年加入比利时国籍。他在1934年进入布鲁塞尔自由大学攻读化学，1941年获得博士学位。毕业后，普里高津开始从事化学热力学的研究，其中最使他感兴趣的就是不可逆现象所表现出来的“时间的单向性”。当时大多数学者都认为，不可逆现象是一种耗损能量、只能起破坏作用的消极因素。普利高津却因看到生物有机体中不可逆现象的主导作用，认为研究不可逆现象可能会产生重大科学成果。这种信念促使他集中精力研究近平衡区的不可逆过程，于1945年提出了最小熵产生原理。最小熵产生原理的推出要先明确几个概念以及这些概念所涉及的物理学意义。首先说“定态”。当系统处在一个恒定的、不随时间而变化的外部条件时，经过一定时间以后，系统可能会达到一个宏观上不随时间变化的恒定状态，这种状态即简称为定态。对于孤立系统，不管其初始状态如何，经过一定时间以后，系统必将达到一个不仅宏观状态恒定、而且内部也不再有宏观不可逆过程（如扩散、热传导、化学反应等）的状态。这就是一种定态，同时也是平衡态，二者是一致的。但对于非孤立系统，定态和平衡态就不一致了。非孤立系统的定态宏观状态虽然恒定，但系统内部仍可以进行着各种宏观不可逆过程，只不过由于内部过程同外部交换的总效果使系统的宏观状态不发生变化。例如，把有一定温差的两个恒温热源分别接触到一...
