主题：【求教】谁来给我解释一下负熵的问题 -- 水风
本来是随手写了点东西评判bos关于方励之和钱学森的说法。CatOH在他的回复中提到
这个说法让我非常迷惑。熵的变化怎么能够应用能量来直接计算呢？如果有哪位高人知道这个公式的出处，还望能够不吝赐教。
顺便还请您解释一下负熵流的概念，以及负熵流对应于何种物理过程？
经常看到有人使用负熵流的概念，但我本人查到的资料，没有一处对负熵流做过基本的定义，这种定义能够与可以理解的物理过程直接对应起来。
按照克劳修斯的定义，熵是一个与温度有关的状态函数。根据热力学第三定律，晶体在绝对零度的情况下熵值为零，非晶体在绝对零度时还有少量残余熵。由于物体的温度不可能比绝对零度还要低，物体的熵值就不可能是负数，何来负熵之说？
按照玻耳兹曼的定义，熵函数S=k*lnW，负熵-S=k*ln（1/W）。这种定义就很令人费解了，反正我是百思不得其解。W表示系统的任一宏观状态所对应微观状态数，它的倒数对应于何种物理状态呢？
负熵流的概念就更玄乎了。不知道负熵流是不是就等价于负熵？
如果不是，我们不妨想象一下最简单的非平衡热力学状态，比如用酒精灯加热，使容器里的气体形成稳定的温度梯度。显然，在存在温度梯度的情况下，容器内的分子系统出现了一定的有序结构，按照耗散结构的解释，这是由于外界输入了负熵流的结果。但是，按照克劳修斯的定义，系统吸收热能的结果是熵增，而且，对容器内部气体熵量进行积分计算，将大于没有进行加热之前的熵量，也就是说总熵仍然是增加的，负熵流在什么地方体现呢？
自从薛定谔提出生物以负熵为食的命题之后，经过普利高津的发展，以及后来有人把负熵和信息等价起来。负熵或负熵流的概念已成为系统理论的基础概念之一，甚至很多根本不知概念这个含义为何的人，包括《刷盘子读书》的作者之一（马前卒,天涯，最近和他有过辩论），也在大言不惭地进行引用。现在我把辩论中出现的几种混乱解释进行梳理，并提出自己的解决办法，供感兴趣的网友参考。
网友提得最多的解释为，负熵即局域系统熵的减少量，负熵流即引起局域系统熵减少的物理过程。中科院院士冯端也是这么解释的，他说：““这一体系由于温度梯度，热量从高到低流动，……随着热量的流进流出，熵也在变化，流进的熵与流出的熵不等：流入的熵dQ/T2；流出的熵dQ/T1；由于T1小于T2，所以流出的熵大，流入的熵小，如果流走的熵量超过了系统内部熵的产生，可以导致系统内部熵的减少。”（《溯源探幽：熵的世界》，冯端、冯少彤著，科学出版社2005年版，第138页。）”冯院士所说的“体系”，就是最简单的充当两个恒温极传热中介的体系。
但是如果我们仔细分析，就会发现问题。第一，如果冯院士的解释说得通，那么在定态的情况下，体系内的熵应该一值在减少，但事实是体系的熵在定态下保持不变。第二，如果体系的初始温度低于T2，那么即使在形成温度梯度的过程中，体系的熵也是增加的，而不是减少；也就是说，根本没有负熵流进入体系，但体系的温度梯度仍然形成了。
注意，矛盾的关键就在这里。耗散结构理论用负熵流来解释系统秩序的生成，但是没有对系统秩序给出一个精确的定义。从他们的叙述来看，系统的有序状态对应着非平衡状态（因为平衡状态对应着最无序的状态），也就是说，如果系统从平衡状态过渡到非平衡状态，就说系统的有序性增加了。但是，在上述例子中，系统的熵并没有减少，但非平衡态仍然出现了，因此：
用负熵流来解释系统秩序生成的根源，用系统偏离平衡状态来表示系统的有序性，用熵减来解释负熵流，三者之间必有一个是错误的。
注意，我之所以提出对负熵流概念的质疑，根本用意还在于怀疑耗散结构用负熵流解释秩序生成过程（进化现象）的正确性。
最终幻想X网友说：“从整体的角度看，熵的概念是描述体系能量分布均匀化程度的概念，微观运动的完全随机化，在宏观上表现为能量分布的均匀化。能量均匀化分布的体系熵最大。如果呈现差异化分布 ，那么熵减小。导致一个体系能量分布呈现差异的外来热流，就是负熵流。”其实质仍然是说，负熵流就是导致局域系统熵减小的东西。
还有人（系统科学论坛、天涯）说，负熵就是信息、负熵流就是信息流（冯瑞院士在书中的结尾部分也表达了类似的意思）。但这种解释，只不过是重新起了个小名，这种同义反复的东西等于什么也没说。
上观一注网友的观点最清晰。所谓“流”，一定是某个截面两边的物理量发生了变化，并且增加方的增加量与减少方的减少量相等，像水流、电流等等，都是这样的。这就意味着，凡是说X流的东西，一定是一个守恒量，或者要具有准守恒的性质，但熵显然不是一个守恒量，比如有一定的热流穿过某一等温面，这个过程引起的两边的熵变正负相反，但绝对值并不总是相等。
即便存在着满足守恒条件的熵变过程，这样的负熵流也不足以解释系统秩序增加的原因。
以上信息，摘录自天涯网站的Tigou等网友的讨论。我觉得说得很有道理，就全盘搬了过来。
多谢！
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不妨找几个对此有兴趣的人一起查资料把这个搞明白些。
我以前了解的都是从科普读物薛定谔的《生命是什么》，普利高津的《确定性的终结》。需要整理一下思路。
初看下，你提供的那段文字中的描述
我有异议，记得大学时候学《场论》提过“流(场）”的概念，并不是什么守恒量。等我仔细想想再写个答复。
再花一朵。
负熵是薛定谔(Erwin Schrodinger)在1943年写的著名的<生命是什么>中提出的.
薛定谔指出,活着的生物需要'输出'熵,以保持自身的熵在一个较低的水平上.换句话说,对这个生物体,他输出的熵大于输入的熵.也就是所说的'负熵'.
大家知道,低熵代表有序.熵增代表无序.但是,根据热力学第二定律,自然界的熵的总和是不能减小的.因此,任何系统的'负熵'是以自然界熵的总和增加为代价的.
'负熵'是一个容易误导的概念,或者说是一个不好的概念,建议不要用它.
考虑的是熵的变化，比如说我现在刚刚打开空调，我家里和原来比温度低了，熵少了，熵变为负，你可以理解成我家的空调把屋里的熵给挪到屋外去了，也可以理解成有负熵流入。事实上在第三定律出现前，人们并不知道熵有个绝对零点，但这并不妨碍引入熵这个概念。熵这个字被念做商实际上就是指热温商，热力学第二定律最初是从对卡诺循环的研究得出来的，封闭体系经过卡诺可逆循环热温商之和为零，可逆情况下的对热温商进行积分就是系统的熵变，如果是恒温可逆过程，比如零度的冰变成水，系统熵变就是热温商。
在网上看到一个很好的例子.
稳态下,热量通过介质从高温(T1)传送到低温(T2).
我们分析这个介质,对介质来说,能量是守恒的.但是它从高温吸热,从低温放热.这说明输出的熵要比输入的熵多,因此在介质中造成'负熵'.
但是,由于能量从较高的温度传送到较低的温度,总的熵值是增加的.
从这个例子可以看出,'负熵'是一个很不好的概念.
我看过了。估计来源于地球和太阳的两个温度。你的引文
自从薛定谔提出生物以负熵为食的命题之后，等等
我认为呢
如果是孤立体系，定态的情况下，当然熵可能是不变的。 但是如果有热、能量交换了，即便是温度恒定，也不能说它是定态。这时候，熵增减都是可能的。 其次，熵的增减并不能决定温度的增减（梯度）。
既然是介质传热处于稳态，所以从t1到t2，介质的状态没有改变，由于熵是状态函数，只和始末状态有关，所以介质的熵也没有变，熵变为零。但是在t1到t2这段时间中，介质高温吸热，低温放热，介质的热温商小于零，看似和熵变为零矛盾，问题的关键就在于，介质高温吸热低温放热这是个自发过程，是不可逆的，根据克劳修斯不等式，不可逆过程的热温商并不等于熵变（只有可逆过程才等于），而是小于熵变，所以介质的热温商就是应该小于零滴。其实，如果把介质特殊化，比如说介质就是台卡诺机，分析起来就容易多了。
贴到 链接出处
这样以后查找起来也方便，自己写的帖子也不会沉得找不到。
就是根本没有介质.
您说的卡诺机是个很好的例子
大家说的，我都明白了。
也就是说，对于一个指定的体系（这个体系绝对是开放的体系），它的混乱度减少的过程，就可以作为负熵的概念来出现。多谢北纬兄的空调例子。但是，这个体系的混乱度下降，是以外在的大体系的混乱度上升作为代价的，而且外在的大体系以及这个小体系的总混乱度还是上升的。（依照小熊的例子）
由此说来，负熵实质上是指一个过程，从起始态到终结态之间的混乱度下降。那么，负熵是不可以来指代任何物质和能量的。所以，CatOH所说的公式，实际上并不是指负熵，而是指的总有序度。而总有序度与熵增或者熵减并不存在任何的直接联系。只有比较两个有序度的时候，其间的变化我们才能说是熵增，也就是正熵，或者熵减，也就是负熵。
所以，对于太阳而言，它发出的只是能量，也就是太阳光。植物的光合体系，实际上并不是依靠吸收太阳光的什么负熵，而是吸收其中的能量。而在这个吸收能量的过程中，植物作为一个体系，其熵值下降，实现了熵减，或者说产生了负熵。
因此，薛定谔所谓的负熵产生生命的说法是不对的，正确的说法应该是，生命产生负熵，并依靠这个负熵来维持生命，或者繁殖生命。所以，负熵作为一个概念，实际上是很模糊的，不确定的，不应该继续使用的。这点上我赞成小熊的说法。
至于负熵产生的过程，是耗散结构直接影响的结果。具体的产生条件和理论要到就不知道了。
这样说对么？最后，多谢大家的回复。无以为谢，每人一花。
我觉得,'负熵'是热力学第二定律提出之前出现的概念,是一个误解.在第二定律之前,人们并不知道熵增是从有序到无序的代价,人们发现有地方熵增加了(比如刚才的例子),那么一定要有什么地方有熵的减少,也就是'负熵'.
如果我们吧例子中的介质特殊化,就是根本没有介质,我们发现,根本就没有'负熵'!
但是,问题是,有介质怎么办?好像北纬兄给出了答案