負熵的意思

"負熵"(Negentropy)是由匈牙利物理學家和生物學家利昂·馮·紐曼(Leon von Neumann)在20世紀中葉提出的概念,後來被化學家和生物學家用來描述系統從無序到有序的轉變過程。在熱力學中,熵(Entropy)是一個指標,用來描述一個系統的無序程度或者混亂程度。當系統處於高熵狀態時,它們的分子或組分是隨機排列的,沒有明顯的結構或組織。相反,當系統處於低熵狀態時,它們的分子或組分是有序排列的,具有明確的結構或組織。

負熵是指系統從高熵狀態轉變為低熵狀態的過程,也就是從混亂無序轉變為有序的過程。在自然界中,這種過程通常需要能量和資源,並且違反了熱力學第二定律,即熵增原理,即在沒有外界乾預的情況下,一個孤立系統的熵總是增加的。因此,負熵通常與生命系統相關,因為生命體能夠從環境中獲取能量和資源,將自己從無序狀態轉變為有序狀態,例如通過新陳代謝過程將食物轉化為能量和組織,或者通過神經系統將感官信息轉化為有用的信息。

在信息理論中,負熵也被用來描述信息的有序性,即信息量的大小可以用熵來度量,而負熵則可以用來描述信息的組織和結構。例如,一個隨機的字元串具有高熵,因為它沒有任何結構或意義,而一個有組織的句子或文章則具有低熵,因為它們具有明確的結構和意義。