
【计】 open system
be open to; come into bloom; dispark; open
【医】 patefaction; patency
system; scheme
【计】 system
【化】 system
【医】 system; systema
【经】 channel; system
在汉英词典解释体系中,"开放系统"对应的英文术语为"open system",指与外部环境持续进行物质、能量或信息交换的系统。该概念最早由生物学家Ludwig von Bertalanffy在一般系统理论中提出,现已成为物理学、计算机科学和工程学等多学科的核心研究对象。
从热力学角度,开放系统的特征体现为能量交换自由性,其熵变公式可表示为: $$ dS = frac{δQ}{T} + d_iS $$ 其中δQ/T为热交换引起的熵流,d_iS为系统内部产生的熵(依据Prigogine的耗散结构理论)。
在计算机领域,IEEE标准将开放系统定义为"采用标准化接口实现组件互操作的计算机体系"(IEEE 1003.0-1995)。这类系统具有模块化架构特征,允许第三方通过API进行功能扩展,典型案例包括Unix操作系统和TCP/IP网络协议栈。
牛津英语词典特别强调开放系统的动态平衡属性,即系统在维持自身结构的同时,通过持续的物质/能量流动实现稳态(OED Online, 2023版)。这种特性使其区别于封闭系统和孤立系统,成为研究复杂系统演化的关键模型。
开放系统是一个跨学科概念,在不同领域有具体应用,以下是其核心解释及特点:
开放系统指与外界环境存在物质、能量、信息交换的系统,与封闭系统(仅能量交换)和孤立系统(无交换)相对立。其存在具有绝对性,而封闭系统仅为相对存在。
由贝塔朗菲在20世纪40年代提出,后经普利高津的耗散结构理论和哈肯的协同学发展完善。该理论认为,系统通过外部输入实现负熵,维持动态平衡并促进演化。
计算机与通信
物理与生物学
类型 | 物质交换 | 能量交换 | 信息交换 | 示例 |
---|---|---|---|---|
开放系统 | ✔️ | ✔️ | ✔️ | 生态系统、互联网 |
封闭系统 | ❌ | ✔️ | ❌ | 封闭容器内的热水 |
孤立系统 | ❌ | ❌ | ❌ | 理想化的隔热系统 |
开放系统的核心价值在于通过外部交互实现自我更新与发展,在技术领域推动标准化协作,在自然科学中解释复杂系统的演化规律。其设计理念广泛应用于信息技术、企业管理及科学研究中。
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