[論文レビュー] The criteria of order change in open system: the statistical approach

В. И. Шаповалов|ArXiv.org|Jan 14, 2008

Statistical and Computational Modeling参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、開放系におけるエントロピー変化の符号を決定する統計的枠組みを提案し、エントロスタット、開放度、臨界秩序水準といった概念を導入する。エントロピーの振動が定常状態でも発生しうることを示し、エントロピー則がグローバルなシステム傾向の基盤をなすことを確立する。

ABSTRACT

The criteria determining the sign of entropy change in the open system are formulated. The concepts of entrostat, degree of openness, critical level of ordering are entered. The opportunity of occurrence of entropy oscillations in a stationary status is shown. The important role of considered of entropy laws in formation of the global tendencies.

研究の動機と目的

• 開放系におけるエントロピー変化の方向を予測する基準を確立すること。
• 開放度を定義し、それがエントロピーダイナミクスに与える影響を明らかにすること。
• 開放系における相転移に向けた臨界秩序水準の概念を導入すること。
• 定常状態におけるエントロピーの振動が生じる可能性を分析すること。
• エントロピー則が大規模システム行動およびグローバル傾向を形作る役割を探索すること。

提案手法

• 統計力学の原則を開放系に適用し、エントロピー変化の基準を定式化する。
• 環境とのエントロピー交換を分析するモデル系として「エントロスタット」を導入する。
• システムと環境の相互作用を定量化する次元なしパラメータとして「開放度」を定義する。
• 定常状態におけるエントロピー変化が振動する条件を導出する。
• 熱力学的および統計的法則を用いて、秩序状態と無秩序状態の間の遷移を予測する。
• 数学的モデリングを用いて、システムの挙動が定性的に変化する秩序の臨界水準を同定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 開放系におけるエントロピー変化の符号は、何によって決定されるか？
• RQ2 開放度はエントロピーダイナミクスにどのように影響するか？
• RQ3 どのような条件下で、定常状態にある開放系においてエントロピーの振動が生じるか？
• RQ4 臨界秩序水準はシステム遷移において果たす役割は何か？
• RQ5 エントロピー則は、どのようにしてグローバルシステム傾向の出現を支配するか？

主な発見

• 開放系におけるエントロピー変化の符号は、内部エントロピー生成と環境との交換のバランスによって決定され、統計的基準によって支配される。
• エントロスタットの概念により、開放系におけるエントロピーの流れの体系的分析が可能になる。
• エネルギーおよび物質の交換が特定の条件下にあるとき、定常状態においてもエントロピーの振動が理論的に可能である。
• 秩序の臨界水準は、システム挙動が無秩序優勢から秩序優勢のレジームに移行する閾値を示す。
• エントロピー則は、長期的・大規模なシステム進化およびグローバル傾向の形成において、根幹的な役割を果たす。
• 開放度は、開放系におけるエントロピー変化の確率および大きさに定量的に影響を与える。