伯纳德花纹

宏观系统的自然倾向是沿着时间箭头走向平衡态。但实验发现，当两种气体的混合体由于加热而离开平衡态后，组织便会以一种简单浓度梯度的形式出现。所示盛有氢气和硫化氢气体混合物的容器，使两端产生并保持一个很小的温度差，就会发现两种气体将逐渐分离，较轻的氢气多流向较热的一边，较重的硫化氢气则多聚集于较冷的一边，形成了各自的浓度梯度。这个现象表明，在不可逆的非平衡态过程中，可以产生出有序性。

当系统远离平衡态时，还会出现更加壮丽的有序组织。1900年，法国的伯纳德(Bernard，Henri)首次发现了蜂巢状的自组织花纹。在一个透明的碟子里加入一些液体，在炉子上加热，液体在竖直方向上便产生一个温度差。当液层顶部和底部之间的温度差达到一个阈值后，对流开始，下层较热的液体流入上面较冷的部分。这时由于浮力、热扩散、粘滞力三种作用的耦合而形成液面上大范围规则的蜂巢状花纹（“伯纳德花纹”）六边形网格。液体的传热方式由热传导过渡到了对流，每个六角形中心的液体向上流动，边界处液体向下流动。这是对流与抑止因素(黏性和热扩散)竞争的结果。这种蜂巢结构的尺度约为分子间距的一亿倍。为了形成这种蜂巢状的对流单元，无数分子必须遥相呼应、协调行动。这表明，热的耗散把熵从系统中输出，使系统低熵的蜂巢结构得以产生并维持下去。