简介:根据能量守恒定律,能量一次转换所做的总功应等于输入的总能量.但在生物系统中,能量的转换是多次的,其总功之和大于系统输入的总能量,此现象称之为功能不守恒性.能量转换效率越高,功能差别越大.能量通过细胞水平的多次转换,总功可提高至2倍左右.能量通过生态系统水平多次转换,总功可提高至1.4倍左右.通过系统内各子系统能流之和称为序能,反映了系统有序性大小,它取决于系统输入总能量和能量转换效率.根据序能原理,用GDP2/Q(GDP为国内生产总值,Q为能量总输入)反映人类社会功能和效率,要比单纯用GDP更客观.绿色GDP应同时考虑使GDP2/Q增长最大和使自然生态系统的序能最大.人的经济行为和动物的行为对策也符合序能原理.
简介:耦合的生物化学系统、神经网络、相互作用的群居物种、互联网和万维网只是由大量高度相互连接的动态个体组成的系统的少数几个例子。获取这类系统的全局特征的首选方法是建立图模型——图中的点代表动态个体,边代表个体间的相互作用。一方面,科学家们需要处理结构问题如刻画一个复杂连线体系的拓扑结构、揭示建立在现实网络基础上的统一原理,以及完善模型从而模拟网络的增长和复制网络结构特性;另一方面,在研究复杂网络动力学时会产生许多相关问题,例如研究一个大的动态系统如何通过复杂连接的相互作用来表现集体行为的。我们回顾了近来在研究复杂网络的结构和动力学方面的主要概念以及取得的结果,总结了这些思想在许多不同学科包括从非线性科学到生物学、从统计力学到医药学以及工程学等领域的有关应用。