耗散结构与地球物质系统

耗散结构理论是一种关于非平衡系统的自组织理论,它是由比利时自由大学普里高津教授在长期研究非平衡态热力学和统计物理学的基础上,于一九六九年提出的。普里高津指出,一个系统要形成耗散结构至少需要四个必要条件。第一,系统必须是一个开放系统;第二,系统必须远离平衡态;第三,系统内部各个要素之间存在着非线性相互作用;第四,涨落导致有序。地球物质系统满足这四个必要条件,因此它是一个耗散结构系统。下面拟从这四个方面来阐述地球物质系统是一耗散结构系统的论题。     

非线性溃变理论物质结构的系统制约观

基于物质结构实在性和非线性演化模型而提出的溃变理论是非线性理论的观念性观点。本文从四个方面概括了非线性溃变理论的物质系统不同于西方第一推动体系的制约观。（１）在整体观中具体完善了事物演化的“稳定,渐变,不稳定,突变,通过不连续溃变并演化为新的稳定,渐变……”的系统整体演化链。（２）以物质结构的非均匀性提出了第二搅动下物质的涡旋结构观,揭示了“天人合一”的物质性。（３）在结构信息控制观中阐述了非均匀     

地球系统演化自组织理论与热动力模式

地球演化遵循特殊的非平衡、非线性物理学原理.地球之所以摆脱了行星共有的归宿——非平衡定态,跃迁到一个充满希望的非线性世界,是由于地球体系曾发生过一次来自内部的、随机的巨涨落。这次决定地球命运的巨涨落就是原始CO_2大气自发液化事件(干冰事件).建立在非平衡热力学理论和干冰假说基础上的地球系统演化理论与模式,使许多地球问题和复杂现象获得解释,同时也成功地建立了完整的地球演化重要事件的时间序列.     

地球系统科学(ESS)与网格(Grid)技术

地球系统科学的提出,极大地改变了人们的研究和思维方式,同时也成为促生网格技术的重要因素之一.本文通过研究认为,地球系统科学和网格技术都是复杂的巨系统,二者的结合将是21世纪的重要事件.网格技术将为20世纪遗留下来的世界性地球科学难题(如全球变化、地震预报和宇宙起源等)提供最有力的技术支持.     

复杂系统的热力学理论

现有的热力学理论在处理远离平衡的开放复杂系统方面遇到了前所未有的困难。本提出一个新的热力学原理：“一个远离平衡的开放复杂系统总是在寻找一种优化过程使得系统在给定的约束或代价下获得最大广义流J”的新热力学原理，在此基础上发展了开放系统的统计理论。分析了非平衡相变。阐述了复杂系统中由自然选择而导致的进化。最后从物理和数学上导出了耗散结构的形态即复杂系统的分形结构。试图为解决30年来分形机理的疑难和困惑提供借鉴。     

发展国际合作, 促进我国地球系统科学研究

自20世纪后半叶,地球科学相关理论和技术的进步使科学界逐步认识到,地球层圈演化的行为具有整体性.地球系统科学正在成为21世纪基础科学研究的前沿.我国是发展中国家,国际合作对促进我国未来地球系统科学研究具有十分重要的意义.本文结合中国地球科学领域研究和发展的实际,试图对我国改革开放以来国际合作在地球科学领域发挥的作用、经验和教训进行分析,并在此基础上就国际合作在未来我国地球系统科学研究中的重要作用和着眼点提出一些看法.     

从海底观察地球——地球系统的第三个观测平台

随着新世纪的到来,海洋科学界正着手建设海底观测系统的网络,以探测和理解大洋系统的物理、化学、生物和地质等过程。这是继地面/洋面和空间之后,观测地球系统的第三个平台。从海底进行连续的实时观测,将使得人类可以长期“呆”在海里,从而改变人类与海洋的关系。同时,这第三平台还将提供窗口,窥测地球的内部过程。     

地球失踪热能可能藏于深海

美国科学家最近称,地球部分热能失踪之谜可能已经破解了,这些热能可能潜藏于深海之中,从而暂时掩盖了温室气体排放所引发的部分气候暖化效应。长久以来,气候科学家一直想弄清楚这些所谓的失踪热能的去向,特别是过去10年,温室气体排放量持续增加,但全球气温的上升速度却与之不匹配。追踪地球系统中能量和热度的增强很重要,因为能量和热度会影响目前的天气和未来的气候。     

第三届地球系统科学大会在沪成功召开

<正>2014年7月2~4日,由中国综合大洋钻探计划专家委员会、国家自然科学基金委员会地球科学部、国际中国地球科学促进会、同济大学海洋地质国家重点实验室共同主办的第三届地球系统科学大会在上海召开,来自大气、海洋、地质、生物、行星科学等学科的专家学者齐聚,共话地球系统科学研究热点问题,展望地球系统科学未来发展前景."地球系统科学大会"是地球科学领域以华语作为主要交流语言的大幅度跨学科交叉的学术会议,其前身为2010和2012年已召开的"深海研究与地球系统科学学术研讨会".与前两届会议相比,本届地球系统科学大会规模更     

光孤子通信传输方案与影响因素

光孤子通信是新颖非线性全光通信，本文详细讨论了传输方案与影响因素