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摘要：在20世纪70年代提出的耗散结构理论对自然科学和社会科学产生了一定的影响，本文运用该理论解释体育运动对人体耗散结构的影响，并且提出了人体熵和运动耗散的概念，得出了人体是一个远离平衡的耗散结构，体育运动能够把人体跃迁到更远的平衡态，强化人体的体能。
关键词：熵 耗散结构 运动耗散 演化
1969年比利时布鲁塞尔学派普利高津提出了耗散结构理论的基本思想。该理论指出，不可逆性不仅仅只是结构的破坏和无序的增加，熵的产生既伴随着有序，也伴随着无序，说明了在开放系统远离平衡的非线性区可以形成新的稳定的有序结构，即耗散结构。由普利高津领导的布鲁塞尔学派经过几十年艰辛工作创立的一套耗散结构理论，开辟了一个学科新领域。理论中新的科学概念和新的科学方法已经被广泛地应用到各个领域，其中包括生物科学、医学、管理科学、社会学、经济学以及体育科学等领域。
一、耗散结构的基本思想
1969年普利高津提出了耗散结构理论，他认为一个开放系统，在远离平衡的非线性区，通过涨落，系统可能由原来的无序的混沌状态转变到一种时间、空间或功能有序的新状态，普利高津把这种在远离平衡的非线性区形成的新的稳定的有序结构，称为耗散结构。耗散结构是相对平衡结构提出来的，耗散结构并没有违背热力学第二定律。正如普利高津在他的《时间的新发现》中指出： “不可逆性不仅仅只是和结构的破坏和无序相联系，熵的产生既伴随着有序也伴随着无序……”。
普利高津认为，系统将朝着哪个方向发展，取决于系统自身的特性。只有开放系统才能形成有序结构。根据热力学第二定律，孤立系统最后要达到一个没有宏观过程的平衡态，不可逆过程要保持这种平衡态的稳定，孤立系统不可能形成耗散结构，而开放系统可以同环境之间交换物质或能量，在耗散能量的过程中，维持自身有序的功能。在形成耗散结构的条件中，除了是开放系统之外，还要求系统必须处于远离平衡的条件下，并且系统自身具有非线性作用机制。熵为耗散结构的发展方向提供了判据。
二、人体熵和运动耗散概念的提出
人体熵是指任何一个人体内部总在进行着高密度能量向低密度能量的流动，表现出有效能量不断减少，无效能量不断增加，人体工作能力不断降低的一个不可逆的过程或趋势。这也是人体熵增的基本规律。
因为在人体内部的能量存在着非平衡性，即一定的组织、器官和系统之间存在着一定能量的差异，导致高密度能量向低密度能量流动，引起熵的增加，向平衡态的方向发展。
运动耗散是指当一个远离平衡的复杂的有机人体，不断地与环境进行着物质与能量的交换，并且以人体运动的方式消耗利用能量，使人体的组织，器官系统的有序度大于自身无序度的增加，负熵增加，形成新的有序结构的过程。运动耗散结构就是在运动耗散过程中形成的远离平衡的有序的人体结构，是运动人体耗散结构的简称。这里的运动是指体育运动的人体的运动。
三、体育运动与运动人体耗散结构的演化
普利高津在他的《从存在到演化》一书中已经阐述了自己的演化观点，他认为进化的概念是我们认识物质世界的核心，只要我们放眼一看，就会发现演化，多样化。正所谓的“一切皆流”，也就是说一切都在发展演化之中。人们在研究中经常会提到事物的发展趋势与展望，这实际上就是对现存事物的演化方向的预判。耗散结构理论是一种系统演化的理论。运动人体耗散结构理论是在体育运动作用下人体耗散结构演化的理论。体育运动是形成运动人体耗散结构的条件，人体熵与运动耗散的相互作用决定着人体耗散结构演化的方向。
1、体育运动促进人体负熵流输入，总熵降低
在体育运动中运动负荷控制人体物质能量消耗和代谢产物的排放，加速新陈代谢的速度，促进人体与外界环境中的物质、能量的交换，输入人体的负熵流大于熵的产生，人体的总熵降低，促使人体向有序的方向发展(图一)。在体育运动中人体内的能源物质消耗加大，循环系统加速了对心脏、骨骼肌等器官血流量的供应。在安静状态下内脏、肾脏、和骨骼肌的血流量分别为每分钟1400ml、llOOml和1200ml，分别占心输出量总数的24.2％、19％和20.6％，此时骨骼肌的能源物质消耗要少于内脏和肾脏中能源物质的消耗。在运动中随着运动强度的增加，人体内的血流量重新分配，内脏和肾脏中血流量减少，而骨骼肌中血流量急剧增加，当达到大强度运动时，内脏和肾脏的血流量为每分钟300ml和250ml，而骨骼肌中血流量已经达到了每分钟22000ml，占总输出量的88％。 (图二)在运动过程中人体酶的活性提高，激素分泌的数量增加，体温升高，循环系统和呼吸系统机能提高，以加速人体能源物质的供应。在运动以后的恢复期内，人体摄入的糖、蛋白质、脂肪、维生素等分子结构有序的营养物质，为人体输入负熵流，当负熵流的绝对值大于自身的熵产生时，人体系统的总熵减小，促进人体耗散结构的发展。
2、体育运动促进运动人体耗散结构有序度的提高与体质的增强
运动人体耗散结构有序度的提高，有序结构的发展，表现为各器官、系统结构和机能的变化和有序度的提高。如骨骼肌的肌纤维变粗，肌肉的体积增大，肌肉收缩的力量增加；骨密质增厚，骨变粗，骨小梁的排列更加整齐有规律，提高了骨在抗弯，抗压缩和抗扭转方面的性能；心肌厚度增加，运动性心脏肥大，心肌的每搏输出量增加，在运动时有过体育运动训练的人每搏输出量可由安静时的100ml增加的179ml，一般人只能从安静时的71ml增加到113ml。
人体各组成部分在时间、空间的排列组合及功能的转化，人体组织、器官和系统问的联系和作用有序度的提高，加强了人体对物质、能量的利用效率，促使人体系统的机能发展。此时机体的免疫能力增强，具有更强的抗干扰能力，不会因为外界环境的微小的扰动使人体系统发生变化，人体系统结构得到发展，人体的机能提高，体质增强。
3、人体熵主导下人体耗散结构的发展
一定阈值的运动负荷作用于人体，使运动耗散对人体的作用力大于人体熵的作用力，人体耗散结构将向有序的方向发展，体质增强。当没有运动负荷作用于人体或者运动负荷过小，达不到相应的阈值时，人体熵在与运动耗散的力量对比中占优，人体耗散结构将向着无序的方向发展，人体系统的机能将会下降。
4、运动耗散减弱，人体总熵增加
当没有运动负荷作用于人体或者运动负荷过小时，人体运动耗散的能力下降，当人体熵对人体的作用力大于运动耗散的作用力时，人体的总熵增加。此时运动负荷对人体的扰动不能形成人体系统的巨涨落，也就是对人体系统的作用不够强烈以至于不能使人体跃迁到更远的非平衡状态。如在一般的生活状态下，人体的血压、体温、内环境的酸碱度和离子浓度等变化不大，潮气量就能满足人体对氧的需求，新陈代谢的速度变慢，输入人体的负熵流的绝对值小于自身的熵产生，人体的总熵增加。
四、结语
增强体质，强化体能是运动的本质功能所在。人的体质、体能状况是生活、学习和工作最内在的物质基础，如果体质不好，体能不足就会徒有一副身体或满脑知识而无法施展。通过体育运动而获得的良好的体质、体能状况，在停止体育运动以后其有序的运动人体耗散结构会朝着人体熵增加的方向发展，体质降低，体能储备下降，人体系统的工作能力降低。体育运动增强体质、强化体能之路并非“一劳永逸”，终身保持体育运动对人体的良好作用，则是不间断地从事体育锻炼，补充负熵流，抵御自身熵的增加。
关键词：熵 耗散结构 运动耗散 演化
1969年比利时布鲁塞尔学派普利高津提出了耗散结构理论的基本思想。该理论指出，不可逆性不仅仅只是结构的破坏和无序的增加，熵的产生既伴随着有序，也伴随着无序，说明了在开放系统远离平衡的非线性区可以形成新的稳定的有序结构，即耗散结构。由普利高津领导的布鲁塞尔学派经过几十年艰辛工作创立的一套耗散结构理论，开辟了一个学科新领域。理论中新的科学概念和新的科学方法已经被广泛地应用到各个领域，其中包括生物科学、医学、管理科学、社会学、经济学以及体育科学等领域。
一、耗散结构的基本思想
1969年普利高津提出了耗散结构理论，他认为一个开放系统，在远离平衡的非线性区，通过涨落，系统可能由原来的无序的混沌状态转变到一种时间、空间或功能有序的新状态，普利高津把这种在远离平衡的非线性区形成的新的稳定的有序结构，称为耗散结构。耗散结构是相对平衡结构提出来的，耗散结构并没有违背热力学第二定律。正如普利高津在他的《时间的新发现》中指出： “不可逆性不仅仅只是和结构的破坏和无序相联系，熵的产生既伴随着有序也伴随着无序……”。
普利高津认为，系统将朝着哪个方向发展，取决于系统自身的特性。只有开放系统才能形成有序结构。根据热力学第二定律，孤立系统最后要达到一个没有宏观过程的平衡态，不可逆过程要保持这种平衡态的稳定，孤立系统不可能形成耗散结构，而开放系统可以同环境之间交换物质或能量，在耗散能量的过程中，维持自身有序的功能。在形成耗散结构的条件中，除了是开放系统之外，还要求系统必须处于远离平衡的条件下，并且系统自身具有非线性作用机制。熵为耗散结构的发展方向提供了判据。
二、人体熵和运动耗散概念的提出
人体熵是指任何一个人体内部总在进行着高密度能量向低密度能量的流动，表现出有效能量不断减少，无效能量不断增加，人体工作能力不断降低的一个不可逆的过程或趋势。这也是人体熵增的基本规律。
因为在人体内部的能量存在着非平衡性，即一定的组织、器官和系统之间存在着一定能量的差异，导致高密度能量向低密度能量流动，引起熵的增加，向平衡态的方向发展。
运动耗散是指当一个远离平衡的复杂的有机人体，不断地与环境进行着物质与能量的交换，并且以人体运动的方式消耗利用能量，使人体的组织，器官系统的有序度大于自身无序度的增加，负熵增加，形成新的有序结构的过程。运动耗散结构就是在运动耗散过程中形成的远离平衡的有序的人体结构，是运动人体耗散结构的简称。这里的运动是指体育运动的人体的运动。
三、体育运动与运动人体耗散结构的演化
普利高津在他的《从存在到演化》一书中已经阐述了自己的演化观点，他认为进化的概念是我们认识物质世界的核心，只要我们放眼一看，就会发现演化，多样化。正所谓的“一切皆流”，也就是说一切都在发展演化之中。人们在研究中经常会提到事物的发展趋势与展望，这实际上就是对现存事物的演化方向的预判。耗散结构理论是一种系统演化的理论。运动人体耗散结构理论是在体育运动作用下人体耗散结构演化的理论。体育运动是形成运动人体耗散结构的条件，人体熵与运动耗散的相互作用决定着人体耗散结构演化的方向。
1、体育运动促进人体负熵流输入，总熵降低
在体育运动中运动负荷控制人体物质能量消耗和代谢产物的排放，加速新陈代谢的速度，促进人体与外界环境中的物质、能量的交换，输入人体的负熵流大于熵的产生，人体的总熵降低，促使人体向有序的方向发展(图一)。在体育运动中人体内的能源物质消耗加大，循环系统加速了对心脏、骨骼肌等器官血流量的供应。在安静状态下内脏、肾脏、和骨骼肌的血流量分别为每分钟1400ml、llOOml和1200ml，分别占心输出量总数的24.2％、19％和20.6％，此时骨骼肌的能源物质消耗要少于内脏和肾脏中能源物质的消耗。在运动中随着运动强度的增加，人体内的血流量重新分配，内脏和肾脏中血流量减少，而骨骼肌中血流量急剧增加，当达到大强度运动时，内脏和肾脏的血流量为每分钟300ml和250ml，而骨骼肌中血流量已经达到了每分钟22000ml，占总输出量的88％。 (图二)在运动过程中人体酶的活性提高，激素分泌的数量增加，体温升高，循环系统和呼吸系统机能提高，以加速人体能源物质的供应。在运动以后的恢复期内，人体摄入的糖、蛋白质、脂肪、维生素等分子结构有序的营养物质，为人体输入负熵流，当负熵流的绝对值大于自身的熵产生时，人体系统的总熵减小，促进人体耗散结构的发展。
2、体育运动促进运动人体耗散结构有序度的提高与体质的增强
运动人体耗散结构有序度的提高，有序结构的发展，表现为各器官、系统结构和机能的变化和有序度的提高。如骨骼肌的肌纤维变粗，肌肉的体积增大，肌肉收缩的力量增加；骨密质增厚，骨变粗，骨小梁的排列更加整齐有规律，提高了骨在抗弯，抗压缩和抗扭转方面的性能；心肌厚度增加，运动性心脏肥大，心肌的每搏输出量增加，在运动时有过体育运动训练的人每搏输出量可由安静时的100ml增加的179ml，一般人只能从安静时的71ml增加到113ml。
人体各组成部分在时间、空间的排列组合及功能的转化，人体组织、器官和系统问的联系和作用有序度的提高，加强了人体对物质、能量的利用效率，促使人体系统的机能发展。此时机体的免疫能力增强，具有更强的抗干扰能力，不会因为外界环境的微小的扰动使人体系统发生变化，人体系统结构得到发展，人体的机能提高，体质增强。
3、人体熵主导下人体耗散结构的发展
一定阈值的运动负荷作用于人体，使运动耗散对人体的作用力大于人体熵的作用力，人体耗散结构将向有序的方向发展，体质增强。当没有运动负荷作用于人体或者运动负荷过小，达不到相应的阈值时，人体熵在与运动耗散的力量对比中占优，人体耗散结构将向着无序的方向发展，人体系统的机能将会下降。
4、运动耗散减弱，人体总熵增加
当没有运动负荷作用于人体或者运动负荷过小时，人体运动耗散的能力下降，当人体熵对人体的作用力大于运动耗散的作用力时，人体的总熵增加。此时运动负荷对人体的扰动不能形成人体系统的巨涨落，也就是对人体系统的作用不够强烈以至于不能使人体跃迁到更远的非平衡状态。如在一般的生活状态下，人体的血压、体温、内环境的酸碱度和离子浓度等变化不大，潮气量就能满足人体对氧的需求，新陈代谢的速度变慢，输入人体的负熵流的绝对值小于自身的熵产生，人体的总熵增加。
四、结语
增强体质，强化体能是运动的本质功能所在。人的体质、体能状况是生活、学习和工作最内在的物质基础，如果体质不好，体能不足就会徒有一副身体或满脑知识而无法施展。通过体育运动而获得的良好的体质、体能状况，在停止体育运动以后其有序的运动人体耗散结构会朝着人体熵增加的方向发展，体质降低，体能储备下降，人体系统的工作能力降低。体育运动增强体质、强化体能之路并非“一劳永逸”，终身保持体育运动对人体的良好作用，则是不间断地从事体育锻炼，补充负熵流，抵御自身熵的增加。