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2012-11-17

五、“有序化能量”的替代形式

向物质系统内输入“有序化能量”,就等于向物质系统输入负熵流,从而能够抵消其内部所产生的熵增,阻止系统向无序化方向的变化,以维持和发展物质系统原有的有序化规模。显然,这种观点只是从纯能量交换的角度来考察耗散结构的有序化过程,然而,任何物质系统除了与外界进行能量交换以外,还会与外界进行许多形式的非能量型的物质交换和信息交换。

自然界的物质除了具有能量这个最基本的特性以外,还具有许多其他的特性,如物理特性、化学特性、生物特性、社会特性、信息特性等,这些非能量型的物质特性只要组织得好、配合得好,同样都可以用来维持和促进耗散结构的有序化过程,在客观上起到了与“有序化能量”相同的作用效果。例如,洞穴虽然并不为动物直接提供食物能量,但它能在冬季为动物御寒,使动物减少体热的散失,还降低动物的疾病发生率和死亡率,这在客观效应上减少了食物能量的流失,提高了动物机体对食物能量的利用效率。显然,这些非能量形式的“有序化能量”从客观效应上确实起到了与有序化能量完全相同的作用,在功能特性上起着替代、补偿、加强、扩展“有序化能量”的作用,是一种替代的有序化能量。

综上所述,维持和发展耗散结构有序化规模的动力源,除了“有序化能量”,还有“替代有序化能量”。

六、价值的物理学定义

植物就是一种典型的耗散结构,动物是较高等级的耗散结构,人类是一种最高形式的耗散结构,人类与一般的植物和动物一样,也需要“有序化能量”来维持和发展自身的有序化运动规模,只是相对于一般的植物和动物而言,需要更为复杂化、更为多样化、更为动态化、更为抽象化的“替代有序化能量”来维持和发展自身的有序化运动规模。为此,提出如下概念:

替代有序化能量:物质的某些非能量特性对于主体起着替代、补偿、加强、催化、扩展“有序化能量”的作用,从而可折算成一定数量的“有序化能量”,称为替代有序化能量,用Qx来表示。

广义有序化能量:有序化能量Qs与替代有序化能量Qt之代数和,称为广义有序化能量,用Qg来表示,即

Qg=Qs+Qt                  (1-2)

一般来说,物质的所有非能量特性(物质特性和信息特性)都可以通过适当方式的物理变换或化学变换来间接地获取和维持,而所有的物理变换或化学变化在本质上都是一种能量转换。或者说,只要有了足够的能量来进行转换,任何形式的物质特性和信息特性都可以通过物理方式或化学方式来得到,因此任何形式的“替代有序化能量”最终都必须由特定形式的有序化能量来换取,即任何形式的“替代有序化能量”实际上就是一种间接的有序化能量。由此可见,“广义有序化能量”又可以认为是由“直接有序化能量”和“间接有序化能量”所组成。

不难发现,“广义有序化能量”的概念完全建立在自然科学基础之上,其内涵已经与建立在社会科学基础上的“价值”的内涵基本相同,由此提出“价值”的物理学定义。

价值:对于确定的主体,事物所具有的或所释放的广义有序化能量就是价值,用Qg(或Q)来表示,它由“有序化能量”与“替代有序化能量”所组成,即:

Q=Qs+Qt                  (1-3)

七、植物的“价值”起源于光能:太阳能

植物作为一种初级的耗散结构,已经具备了自繁殖、自组织的生命能力,具有了吸收和利用“有序化能量”的能力,那么它就有了“价值”,植物的“价值”(或有序化能量)是通过光合作用来吸收太阳能而形成的。光合作用是植物、藻类利用叶绿素和某些细菌利用其细胞本身,在可见光的照射下,将二氧化碳和水(细菌为硫化氢和水)转化为有机物,并释放出氧气(细菌释放氢气)的生化过程。植物被称为食物链的生产者,它们能够通过光合作用,利用无机物生产有机物并且贮存能量。

植物的生命过程包括两个方面:一是生产过程,就是植物通过光合作用吸收太阳的光能并将其转化为有机物(如淀粉、糖、植物蛋白等);二是,消费过程,就是植物通过呼吸作用将其所转化的有机物消费掉,以维持和发展自己的生命。植物的生命过程可以描述为:

↓←———←———←
↓  生命过程        ↑
光能――—→新的光能
    植物的生命过程

这里,植物的生命过程同时包括消费过程与生产过程两个方面,也就是消费光能和获取光能的过程基本上是同时进行的。

显然,当植物获取的光能大于消费的光能时,植物就处于生长发育(或繁衍)状态,多余的光能用于转化为有机物贮存下来;当植物获取的光能等于消费的光能时,植物就处于平衡状态;当植物获取的光能小于消费的光能时,植物就处于萎缩状态,植物将会将机体中以前积累的有机物消耗掉。

对于植物来说,并不是所有振动频率的光都可以被它所吸收和利用,只有在一定振动频率范围内的光才能被它所吸收和利用,而且不同的植物对于不同振动频率的光往往又有不同的吸收率,因此只哪些可以被植物吸收利用的光能,才是它的“有序化能量”,才是它的“价值”。

植物的生产出来的新“价值”(或有序化能量)将会以糖、淀粉、植物蛋白、植物纤维、植物油等有机物的形式稳定地储藏于植物体内(叶、根、干、种子等),植物的这些稳定的能量形式将为自身或动物的生存提供了必要条件,为自身或动物的价值提供来源。

八、动物的“价值”起源于植物:食物能量

食草动物可以通过食用植物来吸收到植物及细菌所贮存的能量,效率为10%~20%左右。植物通过光合作用把CO₂和H₂O转变为糖、脂肪、蛋白质等稳定的有机物,动物通过消费系统将淀粉、糖、脂肪、蛋白质等营养物质,转变成为可吸收的小分子营养物质而被吸收入血,以此获取“价值”(或有序化能量)。在细胞中,这些营养物质经过同化作用(合成代谢),构筑机体的组成成分或更新衰老的组织;同时经过异化(分解代谢)分解为代谢产物,合成代谢和分解代谢是物质代谢过程中互相联系的、不可分割的两个侧面。

动物(包括食草动物与食肉动物)的生命过程包括两个方面:一是生产过程,食草动物通过本能行为来寻觅和食用植物以吸收和利用淀粉、糖、脂肪、蛋白质等营养物质中所含有的化学能,食肉动物通过本能行为来猎杀和食用动物以吸收和利用脂肪、蛋白质等营养物质中所含有的化学能;二是消费过程,动物将其所获得的食物能量消耗掉。因此,极低等动物的生命过程可以描述为:


↓←—————←—————←
↓     生命过程             ↑
食物能量――—→新的食物能量
     极低等动物的生命过程

这里,极低等动物的生命过程同时包括消费过程与生产过程两个方面,也就是消费食物能量和获取食物能量的过程基本上是同时进行的。显然,当极低等动物获取的新的食物能量大于消费的食物能量时,动物就处于生长发育(或繁衍)状态,多余的食物能量用于转化为蛋白质与脂肪等有机物并贮藏于体内;当动物获取的食物能量等于消费的食物能量时,动物就处于平衡状态;当动物获取的食物能量小于消费的食物能量时,动物就处于萎缩状态,动物将会将机体中以前积累的蛋白质与脂肪等有机物消耗掉。

对于任何种类的动物来说,并不是所有种类的食物能量都可以被它所吸收和利用,只有一定范围内的食物才能被它所吸收和利用,而且不同的动物对于不同形式的食物能量往往又有不同的吸收率,因此只哪些可以被动物吸收利用的食物能量,才是它的“有序化能量”,才是它的“价值”。

动物的“价值”将会以蛋白质和脂肪等有机物的形式稳定地储藏于动物体内,动物的这些稳定的能量形式将为自身或其它动物的生存提供了必要条件,为自身或其它动物的价值提供来源。

总之,所有动物最基本的价值形式就是食物能量,准确地讲,就是那些能够被动物有效吸收和利用的食物能量。

九、人类的价值起源于动物与植物:食物能量

辩证唯物主义认为:人类的大脑及机体也是物质进化的结果,也是物质的特殊的、复杂的表现形式,人类社会的一切经济的、政治的与文化的运动,都是一般物质运动特殊的、复杂的表现形式。既然衡量所有物质运动规模的统一的客观尺度是能量,那么衡量人类一切社会运动的运动规模的统一客观尺度也必然是能量。

人类作为一种最高形式的耗散结构,也是从最低等的耗散结构进化而来,人类最原始的食物就是植物或动物,人类的“有序化能量”来源于食物中所含有的生物化学能。因此,与低等动物一样,人类最基本的价值形式就是食物能量,准确地讲,就是那些能够被人类有效吸收和利用的食物能量。

现代的人类社会,价值的形式多种多样,层次结构也复杂多变,然而,不管如何变化,人类的价值仍然由有序化能量和替代有序化能量所组成,替代有序化能量可以通过有序化能量来间接地获取,即替代有序化能量来源于有序化能量。人类目前的有序化能量主要有太阳光、植物、动物、煤、天然气、石油等,由于植物(本体与果实)所含有的能量来源于太阳光,食草动物又是通过食用植物来积累能量,食肉动物又是通过食用食草动物来积累能量,煤与天然气等是由远古时期的植物遗骸转化而来,石油又是由远古时期的动物遗骸转化而来,因此地球上的几乎所有能量最初都是来源于太阳能。几十亿年以来,太阳不停地以光和热的形式向空间倾泻出能量,数十亿吨计的氢原子核在太阳的核心碰撞并且聚变生成氦,将储存于原子核中的能量释放出来。价值起源于食物能量,而食物能量又起源于太阳能,那么人类的一切价值就起源于太阳能。

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