首頁>科學>

能量守恆定律為熱力學第一定律,指在一個封閉系統中,能量既不會憑空產生,也不會憑空消失,它只會從一種形式轉化為另一種形式,或者從一個物體轉移到其它物體,而在轉化和轉移過程中,能量的總量保持不變。常見於應用在物理,化學領域中。

內環境穩定這一概念是19世紀法國生理學家C.貝爾納首先提出的。1926年坎農把它正式命名為“內環境穩定”或“自穩態”。自坎農以後,“內環境穩定”成了生物學中最有影響的概念之一。

“系統的能量越低、越穩定”,這是自然界的普遍規律。原子核外電子的排布也遵循這一規律,多電子原子在基態時,核外電子總是儘可能地先佔據能量最低的軌道,然後按原子軌道近似能級圖的順序依次向能量較高的能級上分佈,稱為能量最低原理。參見化學元素週期表。

能量,表示系統對外做功的能力。

穩定,是系統維持當前狀態的能力。

能量越高,對外做功的能力越強。舉個栗子:高能級的電子可以向下躍遷,釋放出光子對外做功,而基態的電子(低能級)無法向上躍遷,也無法對外做功。

能量自發運動只能從高到低,本身能量越高,能去的地方和可能性越多,就越不穩定了。越穩定大約就是處在一個狀態(低能狀態)下不易改變。

自然的法則是高能通向低能(高的變低,低的變高,在中間匯合,趨向於一致化),即平衡,能量較低的物體(即靠近自然所謂的能量均值),不容易流出能量,只能流進能量,所以穩定。所以大自然喜歡簡單、低能。

當系統對外做功,自身狀態就會改變,就不再穩定。

所以,能量高的狀態更不穩定啊。

在學習領域,記憶耗能較少,思考耗能較多,知識越複雜,思考越耗能(顯意識執行時大多在思考),極端情況下單位時間裡思考所消耗的能量是記憶的10倍以上。

記憶涉及資訊的儲存(放入大腦),提取(從大腦裡提取出來)。思考需要先分析資訊的內外部關係,後續流程是記憶的兩個環節(儲存與提取)。

生物為了維持生命長久存在,有從外界向體內輸入能量,減少體內能量向外界輸出的傾向,體內的總能量增多,用於維持生命運轉(心跳,呼吸等重要器官的運轉)和逃命時的行為(四肢運動等)。

從表面看是學習上的“偷懶”行為,其實是遵循了“能量最低原理”。學習中的思考帶來了高能耗狀態,與“維持生命長存”的宗旨在某些狀態下是有衝突的,大多數人難以對抗自然趨勢,僅有少數人可以對抗(對應於高考中的高分群體)。

為什麼有些學生喜歡“死記硬背”,不喜歡理解基礎上記憶?

為什麼有些學生認真聽完一節課,感覺大腦很累?

為什麼有些學生喜歡抄筆記(一字不差的複製老師的講課內容到筆記本上),不喜歡聽課時跟上老師的講課思路?(動手比動腦省能量)

真正的學習過程,思考多,耗能也多,短時間內還沒有成功的反饋,所以難以長期維持下去。

為什麼有些學生喜歡玩遊戲,雖然思考多耗能也多,但是反饋及時,多為成功的體驗,目標是內生的,而非外部強壓的,所以越玩越上癮。

人碰上未知問題,首先到大腦裡的記憶區裡搜尋現成的解決方案,找不到再透過思考逐步迭代形成解決方案,也是能量最低原理的體現。

10
  • mRNA疫苗可誘導對SARS-CoV-2及其多種擔憂的變體的持久免疫記憶
  • 老鼠都在進化!研究發現:城市裡的老鼠智商變高,是人類造成的