什么是生物熵

① 怎么样去理解"熵"这个概念呢

熵（entropy）指的是嫌罩体系的混枝没乱猛者纳的程度，它在控制论、概率论、数论、天体物理、生命科学等领域都有重要应用，在不同的学科中也有引申出的更为具体的定义，是各领域十分重要的参量。熵由鲁道夫·克劳修斯（Rudolf Clausius）提出，并应用在热力学中。后来在，克劳德·艾尔伍德·香农（Claude Elwood Shannon）第一次将熵的概念引入到信息论中来。

② 生物熵的总结

在生命系统租段中，负熵流是生命自组织过程中自主产生的，保持正常的负熵流是人体健康的保证。人衰老就是负熵流减少造成的，亚健康状态也是负熵流减少的一种表现，维持正常的负熵流可以增加弊禅誉人的寿命。对生命熵的研究为我们提供了认识和研袭茄究生命过程的新思路和新方法。

③ 熵是什么熵的定义是什么

熵是混沌《博弈圣经》中写道：熵是生物亲序，是行为携灵现象。时间和空间唯独不同的是，它总是向一个芦银指方向流动，从过去流向未来，这种不可逆的次序的边界上，时间的弹性软搏拿体里包裹着神秘的因果律。科学家已经发明了测量无序的量，它称作熵，熵也是混沌度，是内部无序结构的总量，可以理解成国。未知的信息越多，熵越大，也就是国越大。 67、信息的基本作用就是消除人们对事物了解的不确定性。美国信息论创始人香农发现任何信息都存在冗余，冗余的大小与信息的每一个符号出现的概率和理想的形态有关，多数粒子组合之后，在它似像非像的形态上押上有价值的数码，那一定是给一个博弈研究者长期迷惑陪配的问题提供了一个负熵论据，这种单相思占优的形态以及信息熵的理解，在变换策略之后并能应用在博弈中。那些多余的策略威胁剔除之后，变成可接受的不可置信的对抗者的状态，则是博弈熵，也是对抗生物熵结，这时的对抗概率是高的。

④ 什么是熵

化学高猜及热力学中所指的熵，是一种测量在动力学方面不能做功的能量总数。熵亦被用于计算一个系统中的失序现象。熵在生态学中是表示生物多样性的指标。 熵是生命科学的借槐念闷助概念，借助的是热力学第二定律来解释生命现象。
熵的概念最先在1864年首先由克劳修斯提出铅弯，并应用在热力学中。后来在1948年由克劳德·艾尔伍德·香农第一次引入到信息论中来。

⑤ 请问熵是什么

热力学第二定律表明，任何自发过程总是朝着使体系越趋混乱即无秩序的方向变化。若用熵 (entropy)来表示这一混乱程度，则上述定律可表述为：任何自发过程总是朝着熵增加的方向变化。但对生命物质来说，其演化过程恰好与上述情况相反。从个体发育来说，一个比较简单的受精卵逐渐成为一个成熟的比较复杂的个体；从系统发育来说，生物由比较简单、低级的类型逐渐发展成比较复杂、高级的类型。也就是说，凡正常的生物盯清体都有一个向着有序程度逐渐递增的方向发展的趋势。生命物质所以能保持这种有序状态，因为它是一个开放系统。生命体与外界不但有物质交换，还有能量交换。生命体从外界取得了食物形式的物质，又把废物排除出体外；它从环境中取得能量又重新把能量释放出去。这一过程使生物维持了自身的有序状态。也就是说，生命体实际上是从环境中取得以食物形式存在的低熵状态的物质和能量，把它们转化为高熵状态后排出体外，从而保持自身的熵处于比环境较低的水平。正如理论物理学家薛定谔 (E．Schrdinger)在《生命是什么？》（1944年）一书中所说的，“一个生命有机体在不断地增加它的熵——你或者可以说是在增加正熵——并趋于接近最大值的熵的危险状态，那就是死亡。要摆脱死亡，就是说要活着，唯一的办法就是从环境里不断地汲取负熵，我们马上就会明白负熵是十分积极的东西。有机体就是赖负熵为生的。或者，更确切地说，新陈代谢中的本质的东西，乃是使有机体成功地消除了当它自身活着的时候不得不产生的全部的熵”。生命物质作为一种开放系统就在于它是一种耗散结构。这种结构内的物质粒子处在较大范围的活动中，它们蔽汪不断地流入和流出这个体系，物质和能量不断地消耗（消散）。耗散过程即不可逆过程。生命体也只有在与外界交换中，才能维持这种结构的存在。而平衡结构体系内的每一粒子都有一定的位置，它们只能在很小的范围内活动，粒子间有一定的空间关系宏则仔。若无外界干扰，它就会永远保持这种关系。同时，它们的能量在一般情况下也是一个守恒量，不与外界交换。

⑥ 微生物熵，求定义及详细解释，反映的指标、测定的方法

微生物熵（微生物碳和土壤有机碳的比值）是评价土壤有机碳动态和质灶好量的有效指标。

土壤有机碳仪测定土壤有机碳；土壤可溶性有机碳用溶液浸提的有机碳段滑量表示；
微生物生物握辩腊量碳用氯仿熏蒸浸提方法测定，其计算公式为：
微生物生物量碳=土壤有机碳（熏蒸土壤-未熏蒸土壤）/0.38；

微生物熵=微生物碳/土壤有机碳

⑦ 你敢来试试吗这是触及人类理解极限的概念之一【熵】

你是否曾为这样的场面驻足？

无论是电影也好，魔术也罢，这些在现实生活中原本不可能出现的场景，总是能第一时间抓住我们的眼球。

所有的这些“不可能”概括起来说就是： 违反了自然界普遍的基本定律 。

电影中“奇异博士”不借助任何外力把大量能量汇聚到双手的行为，在物理学的概括解释就叫做—— 熵减 。

“熵（shāng）”是一个抽象的通过运算推导出来的量。其物理意义代表 系统的无序程度 。

比如：蜡烛燃烧、冰块融化、酒精挥发、食物腐烂等都是熵增加的过程。而与之相反的过程是熵减。

“熵”的概念起源于物理学，在控制论、概率论、数论、天体物理、生命科学等方面也有应用，对人类甚至宇宙存在的意义、最终的结局方面也有推论。

以下的文章会避开“统计力学”中那些晦涩的数字、公式，但在一定程度上还是比较烧脑。

如果看完还是感觉一头雾水，那么首先是这篇文章的错，然后是“熵”的错， 不要责怪自己。

毕竟，“熵”是个很难理解的概念，脑子里有“熵”这个概念并且能略微理解的人，已经跑赢80%的人类了。

各位小伙伴扶稳坐好，我们要发车喽~

19世纪，科学家们通过热力学的研究得出了 “热力学第一定律” 即 “能量守恒定律(energy conservation law)”指在一个封闭(孤立)系统的总能量保持不变。

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。

能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一，但是科学家们发现， 能量总是做不到100%的转换 ，什么意思？

火力发电的过程是这样的：渣察慧

燃料化学能→ 蒸汽热能→机械能→ 电能

简单说就是通过燃料的燃烧产生热能来加热水，然后再由水蒸气推动发电机来发电。

在这个过程中， 热能转换成电能的效率只能达到39%左右 。

觉得效率低？家用车消耗燃料向前行驶，这个过程的能量转换效率不到30%（非发动机效率）。

科学家们发现， 有相当一部分的能量在转换的过程中被耗散掉了（变成了震动、噪音、热辐射等等），这部分在转换过程中耗散的、无法再利用的能量就是“熵”。

基于这个概念，科学家们又得出了 “热力学第二定律”：

“热力学第二定律”可以说是热力学中最具生机和活力的部分，它有很多表述方法，这是和其他物理定律不太相同的地方。

“热力学第二定律”的内涵非常丰富，每种表述都反映了它的一个侧面，包括： 克劳修斯表述 、开尔文表述、普朗克表述、黑首保劳-肯南表述、卡拉西奥多里原理。

这些不同的侧面是相互联系的，由一个可以证明另一个，这里就不一一展开讲了。

在这些表述之中，比较经典就是克劳修斯表述—— “熵增加原理” ：

“熵增加原理”简单点来说就是： 孤立系统的熵值永远是增加的(更精确的说，是永不减少)。

我们来花些时间大概搞懂这句话：

在热力学之中， 与外界没有物质交换，但有能量交换的系统称为“封闭系统” ，比如：密封的不保温的不锈钢水杯。

在热力学之中， 与外界既没有物质交换也没有能量交换的系统称为“孤立系统” ，比如：密封的绝对保温的不锈钢水杯（理论上存在）

看到这里，我想请你停下来，花一分钟思考一下，整个“地球生态圈”是一个“孤立系统”吗？答案之后会揭晓。

我们之前说过，在转换过程中耗散的、无法再利用的能量就是“熵”，又根据“能量守恒定没悔律”这些能量并没有消失，只是由 “可以利用的如答能量” 变成了 “无法利用能量” 。

从“可以利用的能量”到“无法利用的能量”，其实就是能量的分布由 “聚在一起” 变成了 “平均分布” 。

只有“聚在一起”的能量才是能够被利用的，而“平均分布”的能量则不能被利用 ，这是什么意思？

下图是一张水坝的照片：

我们把水坝暂时看作一个“孤立系统”（外界的物质与能量无法影响到它）。

这时水坝一侧的水位比另一侧要高， 水的重力势能“聚在一起” ，当我们打开水坝，水就会倾泻而出，倾泻而出的水可以带动发电机发电。

这时的能量转换就是： （水）重力势能→ 机械能→ 电能。

那么如果说 水坝两侧的水位是相等的话，水就“平均分布”了 ，不会流动，我们也就 无法利用 水来发电。

例子中的 “聚在一起”的能量，是一种“有序的能量”（熵值小） ，它会朝一个方向运动，是可以被利用的。

而 “平均分布”的能量，是一种“无序的能量”（熵值大） ，它不会自发的运动，不可以被利用。

我们回到“熵增加原理”， “熵值”增加的意思就是——无法利用的能量会越来越多。

综上所述，“熵增加原理”的意思是： 在没有外界影响的情况下（孤立系统）无法利用的能量会越来越多，而且这个过程无法自发逆转。

霍金的解释是 “熵减”（逆转） 来自于系统外部，不可能来自内部。所以整个孤立系统的能量会慢慢变成“你有我有全都有”的 平衡状态。

有些聪明的小伙伴会想到，如果我们将水坝中的水用水泵抽到一侧， 强行制造“有序的能量” 加以利用不就可以了吗？

没错，这样确实是制造了“有序的能量”，但我们在进行 “将水坝中的水用水泵抽到一侧”这个过程中还是会消耗、耗散能量，这还是在制造“无序的能量”（熵增）。

所以， 我们可以局部制造“有序的能量”（熵减），但只是将“无序的能量”（熵增）转移到其他地方，整个系统的“熵值”还是在增加。

“熵增加原理”是一个令人绝望的规律 ，它预示着人类、地球乃至宇宙的最终命运就是走向 “热寂” ——一种完全无序的、没有生命与意识存在的状态， 宇宙的死亡 。

“热寂说”是“熵增加原理”对宇宙最终结局的推论，这一推论是否正确，引起了科学界和哲学界一百多年持续不断的争论。

由于涉及到宇宙未来、人类命运等重大问题，因而它所波及和影响的范围已经远远超出了科学界和哲学界，成了近代史上一桩最令人懊恼的文化疑案。

“热寂说”将整个宇宙当成一个孤立系统，认为宇宙的熵会趋向极大，最终达到热平衡状态，即宇宙每个地方的温度都相等。

哲学家伯特兰·阿瑟·威廉·罗素(Bertrand Arthur William Russell)发出这样悲观的感叹：

即使是像控制论之父维纳(N.Wiener)这样的科学巨匠，最终也"控制"不住自己沮丧的感情，几乎是在绝望中悲叹：

但是，“热寂说”存在着一个很大的疑问：

①、“熵增加原理”是 基于有限空间得出的结论 ，这样的结论是否适用于整个宇宙？

②、“熵增加原理”成立的先决条件是“孤立系统”，那么 如何证明整个宇宙是一个“孤立系统”？

我们回到前面文中留下的问题：整个“地球生态圈”是一个“孤立系统”吗？

答案是否定的，“太阳”对“地球生态圈”的影响非常大，“太阳”一直都在向“地球” 传递“低熵”能量 （阳光）。

20世纪60年代，“大爆炸理论”越来越受到主流天体物理学的承认，随着陆续发现的证据以及支持（哈勃红移、氦元素丰度、3K微波背景辐射……），“热寂说”渐渐退出主流。

随着“大爆炸理论”研究的深入，科学家发现宇宙很可能就这么一直膨胀下去，而且膨胀的速度越来越快。

这样的结局其实和“热寂说”很类似，科学家们称之为“冷寂”，不管怎么样，为300亿年之后的事情担心，现在还确实早了点。

我们再说回“熵”，“熵”的概念在其他领域的引申有：信息熵（香农熵）、生物熵、熵病等等，这些概念这里就不展开说了，有兴趣的小伙伴可以自己去了解。

最后，总结来说，“熵”在不同的领域会有不同的解释，但其本质都是一个系统“内在的无序（混乱）程度”。

有兴趣深入了解“熵”的小朋友，可以从“统计力学”、“信息论”方面入手，越深入了解就会越觉得“一切都是天注定”。

哎！我脑子里突然蹦出一句话：

既然前面都说到了“热力学第一、第二定律”，咱们就来简单说说永动机 吧（说机不说吧，文明你我他）。 （热力学还有第三定律，讲的是“熵增”为零的状态，这里就不讨论了）

第一类永动机： 不消耗任何能量，却可以源源不断的产生能量，违反了“热力学第一定律”（能量守恒定律）。

第二类永动机： 不消耗任何能量,吸收周围的能量并输出使用，违反了“热力学第二定律”（熵增加原理），就像文章开头的动图，“神奇博士”徒手将能量聚集在双手上并输出。

本着飞黄腾达、扬名立万的美好愿望，永动机的发明者前赴后继，但都一一失败。

这倒不是说政府故意打压“永动机”的民间研究，因为一台机械是否能“永动”问题的关键，根本不在机械设计方面，而是在物理定律。

END

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⑧ 生物熵的环境、疾病、死亡与生物熵

负熵是人体生命过程中产生的，正常情况下有较高的负熵流，当生理功能由于某种原因失常，生命过程的负熵流将下降，生物熵的上升必然造成生命体许多不适与损害。通常而言，低熵态对应着比较有序的状态，即体内有效能高转化状态[2]。
天气变化与生差顷物熵：正常情况下，由于生命已经适应了正常的气候变化，所以正常的天气变化对生命过程的负熵没有影响，只有发生突变时，人体的正常生理调节功能无法适应变化造成负熵下降，生物熵上升，人容易生病或感到不适。
环境污染与负熵：环境污染必定造成生命组织的损害，结果使人体正常生理功能失常，负熵流下降，生物熵上升，人容易生病或感到不适。
一般疾病与生物熵：当生物体患病的时候,输入生物体内的各种无序的物质在细胞和机体中堆积起来,细胞和肌体的新陈代谢能力减此指弱,不能将它们分解消除掉. 随着时间的推移，负熵流下降, 生物熵上升，若得不到很好的改善,无序物的堆积就会越积越多, 生物熵增大，生命就越来越弱。
肿瘤与生物熵：熵增加原理也可以解释肿瘤在人体内的发生、扩散。现代医学研究表明，癌基因以原癌基因的形式存在于正常生物基因组内，没被激活时，不会形成肿瘤。原癌基因是一个活化能位点，在外界环境的诱导下，细胞可能发生癌变，即肿瘤的形成是非自发的。非自发的过虚扒陆程是一个熵减的过程，也就是说肿瘤细胞的熵小于正常细胞的熵[8]。然而肿瘤细胞是在体内发生物质、能量交换的，人体这个体系就相当于肿瘤细胞的外部环境，正是由于肿瘤细胞的熵减小，导致了人体这个总体系熵增大。越恶性的肿瘤，熵值越小，与体系分化越明显，使人体的熵增也相对越大，对生命的威胁越大[6]。
生命死亡与生物熵：理论上生物熵大到极值，生命过程就结束了。事实上绝大多数死亡人群都不是衰老至死的，而是在生物熵值较大时，由于疾病等意外原因使生物熵迅速增加到极值而死亡的。可以说生物熵值较大时，生命即进入一个危险时期，这也就是新生生命容易死亡的原因[9]。

⑨ 生物熵的简介

1864年法国物理学家克牢修斯提出了一个物理量和新函数——熵，熵是热力学系统的态函数，在绝热系统中熵变永远不会为负。统计物理学研究表明,熵就是混乱度的量度。20 世纪60 年代,比利时普利高津提出了耗散结构理论（把那些在非平衡和开放条件下通过体系内部耗散能量的不可逆过程产生和维持的时-空有序结构称为耗散结构）,将熵推广到了与外界有能量交换的非平衡态热力学体系。熵的内涵不断扩大,逐渐形成了热力学熵,黑洞熵、信息熵等概念[1]。这种广义熵的提出, 阐明了非平衡态与平衡态热力学体系熵的本质是一致的,均受熵定律支配,从而也揭示了物理系统与生命系统的统一性[2]。
各生命体的生命活动过程是具有耗散结构特征的、开放的非平衡系统, 生命现象也与熵有着密切关系, 生命体和一切无机物的一个根本区别是它具有高度有序性。根据这一特点用“熵”来描述生命是较为恰当的。引入广义熵的概念来度量生命活动过程的质量, 称为生物熵。本研究将耗散结构理论用于生命过程的研究,建立了生物熵随年龄正常变化的宏观数学模型, 用以描述生命过程的熵变。

⑩ 熵是什么

熵，热力学中表征物质状态的参量之一，用符号S表示，其物理意义是体系混乱程度的度量。

熵最初是根据热力学第二定律引出的一个反映自发过程不可逆性的物质状态参量。

热力学第二定律是根据大量观察结果总结出来的规律：

在孤立系统中，体系与环境没有能量交换，体系总是自发地像混乱度增大的方向变化，总使整个系统的熵值增大，此即熵增原理。

(10)什么是生物熵扩展阅读：

“熵”(entropy)是德国物理学家克劳修斯(Rudolf Clausius, 1822 – 1888)在1850年创造的一个术语，他用它来表示任何一种能量在空间中分布的均匀程度。能量分布得越均匀，熵就越大。如果对于我们所考虑的那个系统来说，能量完全均匀地分布，那么，这个系统的熵就达到最大值。

参考资料来源：网络-熵