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目前,电力系统的特点是规模愈来愈大,复杂程度愈来愈高,随着电力系统本身复杂性和不确定性的增加,加之其本身的非线性、时变性,使得用常规的基于数学模型的理论来计算或预测系统未来的行为显得力不从心。
熵、信息与电力系统理论研究的关系电力系统是一个电能从生产、传输、分配到使用的动力系统,电能从电厂流向用户,流动方向是单向的、不可逆的,同时它又是一个开放系统,随时都会遭受来自自然的或人为的干扰而发生故障。干扰(或故障)发生时,电力系统的运行状态可能从安全稳定走向危险甚至崩溃,以熵原理的观点来看,就是从有序走向无序,其发展方向为熵增加的方向。
熵本身便是一个状态函数,信息熵本身又与概率密切相关,因而可以预见熵原理在电力系统可靠性理论的研究方面也会占有一席之地。综上所述,用熵的观点重新研究电力系统中的许多问题,将会带给我们新的启示和收获。
一、新宇宙观
宇宙是无比的浩瀚而神秘,以致于当每一个人抬头仰望星空的时候,他都会不禁想了解繁星点点的背后到底隐藏着什么。同那些过去的宇宙观相比,我们的新宇宙观显得令人难以接受!因为我们认为:宇宙的演化方向是从无限到有限、从高级到低级、从永恒到死亡、从均匀到不均匀、从有序走向无序、从生成走向熵增和寂灭。
宇宙起始时处于均匀与平滑的低熵状态,这已得到了科学观测上的有力支持。1964年之后,历二十八年所收集的宇宙背景辐射测量,非常清楚地指出,原始爆炸所经历的极端迅速的膨胀,是惊人的均匀与平滑。而爆炸后,所形成的宇宙,却非常的粗糙,以致包含数以百亿计的星系。美国太空总署也为解决这宇宙创始之谜,特别设计了宇宙背景探险号人造卫星(COBE),专门用来更精确地测量原始大爆炸的背景微波辐射。这卫星自1989年11月18日升空后,仅头二年所提供的资料,就更清楚地肯定在宏观宇宙中,每一个方向的背景温度,完全一致均匀,误差不到万分之一度绝对温度。
一直到1992年4月23日,在贝克来实验室,太空物理学家史莫特发现,COBE卫星所收集到的三亿六千万个测量数据,显示出也只有十万分之三度的差异,这些差异代表着宇宙爆炸之初所引发的细微波浪。史莫特解释说:“这些波浪中较细微的,已经形成星系、星系团,以及太空中广无边际的空间。”史莫特发现公开宣称:“我们所找到的是宇宙诞生的证据。其中的秩序多么精美,多么均衡雅致,促使我们联想到宇宙的背后必然有其设计。”
依据热力学第二定律,热或者说是能量总是从高处向低处流动,一个封闭系统的熵(熵就是物质运动的无序度、混乱度)总是不断增加的,这是单向的变化过程,是不可逆的,最后必定会达到热平衡(均匀的温度)。
甚至局部的进化(如我们自以为是的地球文明)也只能加速宇宙整体的熵增和退化。特别是在人类现有的技术条件下,有效能量转化效率低,人类越急于提高产值,熵增越快,环境破坏、生态失衡、大气及土壤污染等就越快,真是道高一尺魔高一丈。水资源、粮食、燃料有了危机,寅吃卯粮,竭泽而渔。精神文明有危机,心熵和社会熵猛增,世界恐怖组织横行,核扩散、世界文明受到严重威胁。
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