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[科普中国]-绝对阈值

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定义

使系统行为发生突变的系统状态控制参量数值,又叫临界值。

例如在我们所熟悉的水的状态变化中,当压强不变时,温度决定着水的状态,在标准大气压下,当温度由高温下降到100℃时,水蒸汽就会液化成水,温度继续下降到0℃时,水又会结成冰,在这里,对水来说,温度为100℃的沸点及温度为0℃的冰点就是它的临界值,当温度越过这一数值时,水的状态就会发生变化,这是系统平衡相变时的情形。对远离平衡态的非线性系统,一般也有某种外界控制参量决定着系统的行为,如贝纳德对流实验中,上下两个液面的温度差决定着液体的行为,当温差超过某一数值△Tc时,液层就会出现宏观有序的对流状态,形成对流花样,发生从无序到有序的突变,△Tc就是阈值。1

某种临界值的存在是非线性系统自组织现象的一个显著特点,各种各样的耗散结构的形成,都存在着临界参数值,当控制参量变化到阈值时,系统处于临界点附近,此时控制参数的微小改变就可以从根本上改变系统的性质,使系统发生突变。前面我们提到在贝纳德对流实验中,两个液面的温差存在着阈值△Tc,从宏观静止的热传导状态到宏观有序的对流状态,就是在△T略小于△Tc到△T略大于△Tc的微小变化区间内发生的,从理论上讲,这是因为△T