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最小熵產(chǎn)生定理和最大熵原理是一種原理的不同說(shuō)法嗎?

 昵稱11935121 2018-07-14

這二者是不同的。

最小熵產(chǎn)生是一個(gè)關(guān)于非平衡統(tǒng)計(jì)物理的原理。物理學(xué)家和化學(xué)獎(jiǎng)們就很早就已經(jīng)開(kāi)始嘗試在一些更為簡(jiǎn)單的非平衡體系中尋求對(duì)「熵增加」的深入理解。其中最具啟發(fā)性的工作來(lái)源于普利高津,他在 1945 年時(shí)提出了最小熵產(chǎn)生原理?!胳禺a(chǎn)生」是一個(gè)新的物理學(xué)概念,根據(jù)熱力學(xué)第二定律,既然熵增加是不可避免的,我們把「熵的增加」看成是一種不可避免的「稅收」,那么「最小熵產(chǎn)生」就是系統(tǒng)所涌現(xiàn)出的最優(yōu)化的避稅方法了。利用最小熵產(chǎn)生原理很容易可以證明,在稍稍偏離平衡的線性非平衡區(qū),任何趨向非平衡定態(tài)的自發(fā)過(guò)程也總是伴隨著有序的破壞,此時(shí)的系統(tǒng)不會(huì)自發(fā)形成時(shí)空有序結(jié)構(gòu),生命和各種非生命的自組織也將無(wú)法形成。然而普利高津的研究表明:當(dāng)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡態(tài),它將會(huì)出現(xiàn)全新的性質(zhì),系統(tǒng)將有機(jī)會(huì)產(chǎn)生和維持宏觀的有序結(jié)構(gòu)。

而最大熵原理是統(tǒng)計(jì)推斷中的一個(gè)法則。1957 年,美國(guó)物理學(xué)家 Jaynes 針對(duì)這一問(wèn)題提出了關(guān)于信息熵的「最大熵原理」,在用這一原理進(jìn)行推斷時(shí),我們將在缺乏更多相關(guān)信息時(shí),盡可能選用「最大熵」的概率分布描述實(shí)際的數(shù)據(jù),例如,對(duì)于擲骰子的問(wèn)題而言,出現(xiàn)六個(gè)面的概率分布為均勻分布時(shí),系統(tǒng)的熵最大。當(dāng)然,在真實(shí)的世界中,很可能的確存在著一些復(fù)雜的約束和隱藏的關(guān)聯(lián)(例如骰子的不對(duì)稱性),這可能會(huì)導(dǎo)致熵最大的那一個(gè)分布未必是最符合客觀情況的一種選擇,但在已知條件有限的情況下,它總是假設(shè)最少的一種分布,對(duì)應(yīng)于一個(gè)最為簡(jiǎn)潔的模型。

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