在自然科学家看来，人类的发展过程实际上就是有序化的增长过程，人类的一切生产与消费实际上就是“负熵”的创造与消耗；在社会科学家看来，人类的发展过程实际上就是本质力（即劳动能力或社会生产力）的增强过程，人类的一切生产与消费实际上就是“价值”的创造与消耗。然而，无论是自然科学家还是社会科学家，既不承认“负熵与价值毫不相干”，也不承认“负熵就是价值，价值就是负熵”。如果能够把“负熵”与“价值”联系起来，并对价值做出物理学定义，这必然会对实现价值理论以及整个社会科学的自然科学化，产生极为重要的作用。

一、物理学与社会学的理论冲突

19世纪存在着两种对立的发展观。一种是以热力学第二定律为依据推演出的退化观念体系，它认为，由于能量的耗散，世界万物趋于衰弱，宇宙趋于“热寂”，结构趋于消亡，无序度趋于极大值，整个世界随着时间的进程而走向死亡；另一种是以达尔文的进化论为基础的进化观念体系，它指出，社会进化的结果是种类不断分化、演变而增多，结构不断复杂而有序，功能不断进化而强化，整个自然界和人类社会都是向着更为高级、更为有序的组织结构发展。显然，物理学与生物学、社会学中的这两种观点至少表面上在发展观上是根本对立的。难道生命系统与非生命系统之间真的有着完全不同的运动规律吗？

二、耗散结构论

物理学家普利高津创立了“耗散结构论”，他认为，无论是生命物质还是非生命物质，应该遵循同样的自然规律，生命的过程必然遵循某种复杂的物理定律。

耗散结构论把宏观系统区分为三种：①与外界既无能量交换又无物质交换的孤立系；②与外界有能量交换但无物质交换的封闭系；③与外界既有能量交换又有物质交换的开放系。它指出，孤立系统永远不可能自发地形成有序状态，其发展的趋势是“平衡无序态”；封闭系统在温度充分低时，可以形成“稳定有序的平衡结构”；开放系统在远离平衡态并存在“负熵流”时，可能形成“稳定有序的耗散结构”。耗散结构是在远离平衡区的、非线性的、开放系统中所产生的一种稳定的自组织结构，由于存在非线性的正反馈相互作用，能够使系统的各要素之间产生协调动作和相干效应，使系统从杂乱无章变为井然有序。生物机体是一种远离平衡态的有序结构，它只有不断地进行新陈代谢才能生存和发展下去，因而是一种典型的耗散结构。

人类是一种高度发达的耗散结构，具有最为复杂而精密的有序化结构和严谨协调的有序化功能。因此，所有生命系统包括人类社会的发展都是“有序化”的不断增长过程。耗散结构论认为，人类社会的有序化发展过程（即耗散结构的有序化过程）往往需要以环境更大的无序化为代价，因此从整体上讲，由人类社会本身与周围环境所组成的更大范围的物质系统，仍然是不断朝无序化的方向发展，仍然服从热力第二定律。因此，达尔文的进化论所反映的系统从无序走向有序，以及克劳修斯的热力学第二定律所反映的系统从有序走向无序，都只是宇宙演化序列中的一个环节，从而解决了物理学与社会学的根本矛盾。

三、熵函数的来历

热力学第一定律就是能量守恒与转换定律，但是它并未涉及能量转换的过程能否自发地进行以及可进行到何种程度。热力学第二定律就是判断自发过程进行的方向和限度的定律，它有不同的表述方法：热量不可能自发地从低温物体传到高温物体；热量不可能从低温物体传到高温物体而不引起其他变化；不可能从单一热源取出热量使之全部转化为功而不发生其他变化；第二类永动机是不可能造成的。热力学第二定律是人类经验的总结，它不能从其他更普遍的定律推导出来，但是迄今为止没有一个实验事实与之相违背，它是基本的自然法则之一。

1850年，德国物理学家克劳修斯首次提出熵的概念，用来表示任何一种能量在空间中分布的均匀程度，能量分布得越均匀，熵就越大。一个体系的能量完全均匀分布时，这个系统的熵就达到最大值。在克劳修斯看来，在一个系统中，如果听任它自然发展，那么，能量差总是倾向于消除的。让一个热物体同一个冷物体相接触，热就会以下面所说的方式流动：热物体将冷却，冷物体将变热，直到两个物体达到相同的温度为止。克劳修斯在研究卡诺热机时，根据卡诺定理得出了对任意可逆循环过程都都适用的一个公式 ：

dS=（dQ/T）                     (1)

熵函数的统计学意义。玻尔兹曼在研究分子运动统计现象的基础上提出来了公式：

Ｓ＝ｋ×ＬｎΩ                   (2)

其中，Ω为系统分子的状态数，ｋ为玻尔兹曼常数。这个公式反映了熵函数的统计学意义，它将系统的宏观物理量Ｓ与微观物理量Ω联系起来，成为联系宏观与微观的重要桥梁之一。基于上述熵与热力学几率之间的关系，可以得出结论：系统的熵值直接反映了它所处状态的均匀程度，系统的熵值越小，它所处的状态越是有序，越不均匀；系统的熵值越大，它所处的状态越是无序，越均匀。系统总是力图自发地从熵值较小的状态向熵值较大（即从有序走向无序）的状态转变，这就是隔离系统“熵值增大原理”的微观物理意义。

四、负熵

物理学认为，“熵函数”是用以判断物质系统有序化程度的判别函数，系统的熵值直接反映了它所处状态的均匀程度，系统的熵值越小，它所处的状态越是有序、越不均匀；系统的熵值越大，它所处的状态越是无序、越均匀。一般的物质系统总是不断朝无序化的方向发展，即系统的无序化程度将会越来越高，系统的熵值将会自发地增大，即自发地出现“正熵”，因此，要想维持“耗散结构”之原有的运动规模，使之维持系统原有的有序化规模，就不断必须不断向其输入“负熵”，以抵消不断增加的熵值。也就是说，“负熵”是维持和改变“耗散结构”之运动规模的动力源。

熵值取决于物质系统的能量与温度的比值，根据“熵”的原始定义ｄＳ＝ｄＱ/Ｔ可知：Ｔ是熵流的温度，其值永远为正；而ｄＱ是该熵流中能够使系统内部产生非线性的相干作用的、从而改变系统内部要素有序化程度的那部分能量。当ｄＱ为正值时，ｄＳ为正值，称为正熵，说明该熵流只能降低系统的有序化程度，它所对应的能量ｄＱ是一种引发无序化过程的能量；当ｄＱ为负值时，ｄＳ为负值，称为负熵，说明该熵流可以提高系统的有序化程度，它所对应的能量是一种引发有序化过程的能量。

五、有序化能量与无序化能量

要使耗散结构朝着自发的方向进行，则必须使下式成立

         ｄＳ＝ｄＳe＋ｄＳi≤０              (1-9)

即             ｄＳe≤－ｄＳi                 (1-10)

根据“熵”的原始定义ｄＳ＝ｄＱ/Ｔ可知：Ｔ是熵流的温度，其值永远为正；而ｄＱ是该熵流中能够改变系统内部要素有序化程度的那部分能量。当ｄＱ为正值时，ｄＳ为正值，称为正熵，说明该熵流只能降低系统的有序化程度，它所对应的能量ｄＱ是一种引发无序化过程的能量；当ｄＱ为负值时，ｄＳ为负值，称为负熵，说明该熵流可以提高系统的有序化程度，它所对应的能量是一种引发有序化过程的能量。虽然在形式上讲，影响耗散结构有序化过程的因素是熵或负熵，但真正起实际作用的却是熵或负熵所对应的能量，任何形式的熵或负熵都是以一定的物质能量作为其客观内容和基本动力。例如，对于一般的动物来说，输入体内的负熵主要来自于食物所包含的生物化学能量。为了区别熵及其所对应的能量，现提出熵变能的概念。

熵变能：熵变ｄＳ与其温度Ｔ的乘积称为熵变能，用ｄＱb来表示，即

ｄＱb＝Ｔ×ｄＳ                    (1-11)

正熵变能与负熵变能：熵变能可分为负熵变能和正熵变能两种，其中负熵变能就是用于促进耗散结构的有序化过程的那部分能量；正熵变能就是用于促进耗散结构的无序化过程的那部分能量。

有序化能量与无序化能量：负熵变能由于能够促进耗散结构的有序化过程，因而称为有序化能量，用Ｑy来表示；正熵变能由于能够促进耗散结构的无序化过程，因而称为无序化能量，用Ｑw来表示。

到底怎样区分有序化能量与无序化能量？如果一束能量没有任何确定性，完全不能按照主体需要的进行流动和转化，那么就是完全无序的，此时能量的流动和转化具有无限多的选择方向；相反，如果一束能量能够完全按照主体需要进行流动和转化，具有完全的确定性，那么就是完全有序的，此时能量的流动和转化只有一个选择方向。由此可见，能量进行流动和转化时所具有的选择方向越多，其有序性就越低，即选择方向的数量在根本上决定着能量的有序性。现提出有序化能量的计算方法。

         Ｑy＝Ｑ∑(Ｐi/ｉ)                (1-12)

其中，Ｑ为总能量，ｉ为能量运动与变化的状态数或自由度，Ｐi为能量第ｉ种状态的发生概率。

根据能量自由度和发生概率的不同取值，有序化能量有四种特殊形式。

１、完全有序化能量。当ｉ＝１，Ｐi＝１，则Ｑy＝Ｑ，即当能量进行运动与变化时的状态完全确定时，其有序化能量等于其实际能量。

２、状态型不完全有序化能量。当ｉ＞１，Ｐi＝１，则Ｑy＝Ｑ/ｉ，即当 能量以多种状态进行运动与变化时，其有序化能量等于其实际能量除以状态数。

３、概率型不完全有序化能量。当ｉ＝１，０＜Ｐi＜１，则Ｑy＝Ｑ×Ｐi，即当能量以一种状态进行运动与变化，其有序化能量等于其实际能量与发生概率之乘积。

４、完全无序化能量。当ｉ→∞，Ｐi＝１，则Ｑy→０，即当能量以足够多的状态进行运动与变化时，其有序化能量就趋近于零。

有序化能量的最基本特征就是目标性，它是判断能量是否有序以及有序化程度的客观标准，对于不同的主体，能量有序性的判断标准是不一样的。例如，牛羊的大量繁殖对于老虎来说是有序化能量的增长，但对于植物来说是无序化能量的增长。

对于一般的低等生物来说，只有很少的几种能量是其有序化的能量形式。例如，对于植物来说，只有能够得到有效利用的太阳能是其有序化的能量形式；对于动物来说，只有食物（而且是主食）中所含有效的生物化学能是其有序化的能量形式。对于人类来说，有序化的能量形式是多种多样的，并且随着生产力的发展而不断扩展：人类最早的有序化能量主要是食物，由于火的应用，人类扩展了食物的范围；由于人类可以按照不同的需要建造各种各样的扩展耗散结构，从而间接地把许多形式的无序化能量转化为有序化能量；人类还可以通过发电设备将各种水力、煤炭、石油、核能、风能、太阳能等无序化能量转化为电能；由于电能可以方便地流动和有效地转化，因而逐渐取代食物成为人类主要的有序化能量。

六、“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”。

七、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)

根据价值的物理学定义，不难得出如下结论：

1、价值的度量单位与能量单位完全相同，即“焦耳”或“大卡”是价值的标准度量单位。

2、有序化能量有一个最基本的特征，那就是目标性。不同的主体有着不同的目标性，同一事物对于不同主体将表现出不同的价值，因此要确定事物的价值，必须首先确定主体。

3、由于主体的目标性不仅随着环境条件的变化而变化，而且随着主体内部状态的变化而变化，因此要确定事物的价值，还必须确定环境条件和主体的内部状态。

4、由于有序化能量的计算是以“标准有序化能量”为基本尺度，同一事物的价值会因选取的标准有序化能量不同而得出不同的数值，因此要确定事物的价值，还必须确定“标准有序化能量”。

八、价值与负熵的根本区别

负熵与价值虽然都是推动主体有序化发展过程的动力与源泉，但它们并不是等价的，既有联系也有区别，其联系主要表现在：负熵所对应的能量形式（即负熵能）是价值的最基础形式，价值是负熵能的发展形式，是广义的负熵能。其区别主要表现在：

1、度量单位不同。负熵的度量单位是“焦耳/开”，价值的度量单位是“焦耳”，只有负熵能与价值有相同的度量单位。

2、负熵考虑的只是能量交换对主体有序化的影响程度，价值不仅要考虑能量交换，而且还要考虑物质交换和信息交流对主体有序化的影响程度。

3、负熵往往是单一形式和单一层次的，而价值是多形式和多层次的，根据对负熵能进行替代、补偿、加强和扩展时的不同方式，价值可分为四个基本层次，且每一基本层次的价值又可有多种具体形式。

4、负熵只反映了对主体有序化过程产生直接影响的那部分能量，而无法反映产生间接影响的另一部分能量。负熵概念使人们只能认识到怎样才能有效地接受能量的作用，而价值概念使人们能够认识到怎样才能有效地利用能量和驾驭能量。

总之，价值的本质实际上就是广义负熵所对应的能量（即广义负熵能或广义有序化能量），而不是广义负熵，更不是负熵。