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《从定常到非定常的哲学思考.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、石油大学学报社(会科学版99年第期2从定常到非定常的哲学思考徐立方曙华黎德扬,、,非定常是作为描述物理现象及数学模型的特性而出现的它是指变量随时间不断变化瞬时脉动而不是象定.,常那样在一定范围内恒定不变这种非定常数学模型能够说明或解决自然科学的工程技术中的许多实际间题如,,,采用了非定常模型后可以说明为什么同一个前提会导致几种不同的结果这些结果有时给人以新的启迪引起工,.,程技术上的重大革新和理论上的突破完善等等近年来人们又将非定常数学模型和非定常理论推广到更宽阔的,。,,,领域如生物和社会领域这样非定
2、常就逐步成为各门科学使用的概念同时现代科学技术的发展也极大丰富了,、、,非定常概念的内容使人们认识到非定常是工程系统生物系统社会系统等一切实际系统所固有的动态属性也.,。是一切物质运动的普遍规律因此非定常成为各门科学特别是工程间题的一个重要研究课题下面通过研究非定,。常作用的特点来初步探讨从定常到非定常的转变所涉及的哲学问题一、定常作用与非定常作用及其研究。人类很早就认识到事物之间存在着相互作用黑格尔曾明确地把相互作用作为一个哲学范畴并加以系统论,、。:。述他把相互作用看作是因果关系更高更具体的范畴恩格
3、斯则进一步指出相互作用是事物的真正的终极原因.,、、,、但是人类对相互作用的内容传递方式表现形式等具体间题的认识研究却是一个逐步深化发展的过程,,在相当长一个时期内人们的认识局限于一种简单的相互作用中这种相互作用在数学上可以用定常方程或,.,e2;时均化方程的形式来表达所以叫做定常作用例如定常理想流体运动满足Laplac方程甲必一0流体湍流在自,然界与工程技术中极为普遍地存在但迄今为止仍属于世界上其根本机理间题尚未获得基本解决的少数难题之,,:,一一百多年来人们普遍接受一个基本观点即充分发展的湍流运动都
4、可分解为平均运动和脉动运动之和而后,,者是完全随机的非定常运动研究其运动规律常采用统计的方法只对平均运动与少数几个脉动量的统计平均的,,。性质感兴趣因此湍流的计算都是以平均运动方程出发来解决而方程组的不封闭性则依靠引入各种湍流模型这,。一方法已被用了将近一个世纪对人类社会的进步已经并继续作出重要贡献用这种定常方式或时均化方程来刻。:,,划的相互作用运动具有明显的特点恒定均匀性这种相互作用及其效果无论何时何地总以同一形式表现出来,。经典力学方程之所以具有时间反演的不变性正是与这种恒定均匀性有关,,,显然对
5、于定常体系的物理描述和数学求解是比较容易办到的事情尽管还有许多间题需要进一步研究目前。已经形成了一套比较完善的定常系统理论和分析研究方法,。但是人们对于由非定常方程描述的系统却研究得很不充分这是因为大多数非定常微分方程不可能或很难,,,,直接求解这就使得直接从特定的动力学方程组作分析研究十分困难因此过去人们往往采用准定常方法通过。,。解准定常问题得出非定常问题的近似解这样一个真实系统的非定常因素常常被人们所忽略了用平均运动方程:,来计算湍流作用存在一些根本的缺陷平均过程将脉动运动的全部行为细节一概抹平丧
6、失了包含在脉动运动中,;,的大量流动信息特别是丢掉了在湍流输运中起重要作用的湍流拟序结构的信息平均后的方程组不再封闭为使,,。,其封闭不得不引入各种湍流模型其中包含了一些人为假设和经验常数各种模型都有一定的局限性和经验性,。可靠性和通用性很差其根本症结就是时均化缺乏健全的理论基础这就使得非定常问题的研究变得日益突出和。重要,:,,相对于定常作用运动非定常相互作用运动也具有明显的特点非均匀随机性随着时间的变化非定常作用,,,,的方式和效果也迥然不同如除湍流作用外在贝纳德实验中随不同时刻供给不同的热量水分子
7、间的相互作用,。就不同从而在宏观上出现显然不同的反应和过程,,,、,由此可见非定常作用在原则上是区别于定常作用的当然正象静与动直与曲的关系一样定常作用可以看,,,作是非定常作用的特例因此定常作用在今后仍然有着它在认识上和实践上的重要价值而现代科学对非定常的,、。认识成果也丰富深化了相互作用这一哲学范畴,、,本世纪以来随着人类对事物本质复杂现象的深入探讨日益暴露出定常作用作为考察世界的单一思维方式。、,,的局限性而非定常作用作为世界本质的普遍的现象随着科学技术的发展非定常间题必然成为人们普遍关心,.和重视
8、的间题且非定常还是系统与外界环境相互协调促进系统演化的主要根据正是这种系统内部与外界的非,、,,定常化作用的开发性才供给自组织有序系统的所必须的由物质能量和信息所体现的负嫡流有了负嫡流才能。。维持有序系统的存在和演化仍以流体力学中湍流直接数值模拟的进展来简述这一领域非定常问题的研究成果:一,NavierStes大型数字电子计算机的出现引起人们的思考普遍都承认湍流的瞬时作用运动是服从ko方程的一,,。而NS方程本身是封闭的不需任何湍流模型即可
