化学系统作为三元 $\Gamma$ 半环：理论、案例研究与操作测试
化学物理
2025-11-24 v1 环与代数
摘要
化学系统通常由物种列表、反应以及外部强加的动力学定律描述，这种框架缺乏支配转换如何组合的内在代数结构。我们提出一种公理化的重新表述，其中将化学系统建模为三元 Gamma 半环（TGS），化学状态形成可加半群，中介者编码催化或环境上下文，中介转换由三元运算表示。我们指出，TGS 公理直接对应物理解释：分配性对应理想、非干扰的平行反应，而结合性特征化热力学路径无关性。经典系统，包括 Michaelis-Menten 动力学、全局平衡以及全素作用，均作为不同的代数制度恢复。我们发展了量化公理偏离程度的 operation tests，通过可实验测量的指数实现。 resulting framework 将平衡、动力学、调控和化学计算统一于单一代数语言之中，为分析和设计具有响应性或自调节材料提供了新原则。
引用
@article{arxiv.2511.16697,
title = {Chemical Systems as Ternary $\Gamma$-Semirings:Theory, Case Studies, and Operational Tests},
author = {Chandrasekhar Gokavarapu and Venkata Rao Kaviti and Srinivasa Rao Thirunagari and D. Madhusudhana Rao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.16697},
year = {2025}
}