优化系统结构,使信息和物质流在结构内的流动更畅通。
构造定律(constructal law)
由Adrian Bejan于1995创立的构造定律(constructal law):
For a finite-size system to persist in time (to live), it must evolve in such a way that it provides easier access to the imposed currents that flow through it.
对于一个有限大小的持续活动的系统,它必须以这种方式发展演进,它提供了一种元素之间更容易访问的方式。
这个定理在自然中比比皆是,典型的是树的生长,先有根,再有枝,枝上再生枝叶。这种自发性质的设计反映了这一趋势:他们允许实体或事物更容易地流动 - 以最少的能量消耗到达最远的地方,就连街道和道路这些人为地构建物体,往往也是有排序的模式,以提供最大的灵活性。
构造定律致力于描述能量和物质在物理网络(如河流)和生物网络(如血管)中的流动,这个理论提出,如果一个流体系统(flow system)要继续存在(比如,生存),那么他必须始终提供更容易的方式来获得这个系统中的流体。换句话说,系统应该致力于将能量消耗减少到最低限度,而同时将消耗单位能量产生的熵提高到最大限度
Bejan相信,进化实质上是这么一个过程,即生物体不断的重组他们自身,以使能量和物质能够尽可能迅速高效的通过他们。更好的流体结构(flow structure),不管它们是动物还是河流,将取代那些较差的结构。。
构造定律作为第二个时间箭头,将和热力学第二定律一道将宇宙推向无序。
Constructal Law构造定律实际是统一优于对立的思路,这是一种自然的遍历父子树形结构的顺序,只有先访问父节点,才能访问到其下多个对立的子节点。
构造定律反映自然界提供提供一种最少能量损耗达到结构上流式遍历访问的最佳途径。股市中五浪上升也是最省力,建筑的排列并列也遵循这个规律。
结构与流动
构造定律还指出了静止结构与动态流之间相互关系,任何事物都有空间结构,有生命的事物还会有时间流,随着时间推移它在变动生长,比如树首先从根开始生长主干,这时我们看到一个光杆,但是随着时间推移,能量从其根部以最少损耗运送到顶部,生长出枝叶。
任何一个系统随着时间流逝都会有积累,比如网站社交媒体 软件架构,随着时间不断推移,每天有新的微博文章程序代码加入到系统中,如何有效组织这些新旧元素,自然界构造定律提供了依据,所谓道法自然已经不是一句空话了。