《大自然寻真》第26章

大自然辩证实质概述-1

（第26章太长，共分为2部分上传）

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       “自然辩证法是关于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识和改造自然的一般方法的理论。其研究对象包括：自然界存在和发展的一般规律，即自然界的辩证法；科学技术的性质、特点及其发展的一般规律，即科学技术发展的辩证法；人类通过科学技术实践活动认识自然和改造自然的一般规律，即科学技术研究的辩证法”[24]。

       从上述可知，传统上认为自然辩证法包括了三部分。笔者觉得大自然界本身很复杂，只有专注和认真地将自然界的存在及运动规律探索透彻，才能真正认识自然界。因此，笔者建议将上述三部分中的第一部分独立开来专称为“大自然辩证法”，以利于它的更好发展。

       大自然辩证法的实质，就是对大自然物质世界的存在及运动，能做出充分的本质的认识。笔者在本书中运用了一般的唯物观和辩证法，以及物理、力学、逻辑思维等已有知识，做了寻找自然界的存在及运动规律的工作，而在第25章则专门应用自然辩证法的观点和方法进一步剖析了宏观大自然的一些实际例子，希望能更深透地揭露大自然的本质，也更具体和深刻地让辩证法与大自然的实际例子紧密相结合。恩格斯的《自然辩证法》观点很正确，但至今运用其观点拓展开来所写成的各种不同版本的《自然辩证法概论》，主要只解释一些医学上的例子，几乎唯一的贝纳德花纹自然现象重要实例又解释有误。运用自然辩证法却有意无意地避开了解释大自然，这就很不正常了。所以，笔者十分希望能诞生出可以具体引导人们认识大自然界的哲学理论──大自然辩证法。笔者在本书中虽然有了自然哲学的点滴心得，但自知距离哲学上的“法”还十分遥远。这些点滴心得必须熔合进到了哲学家的智慧之中再进行锤炼、升华，才可能诞生出对大自然科学的继续前行有指导意义的哲学上的“大自然辩证法”。第25章写得比较繁细和杂乱，主要也只是个例的分析而已。本章将再简要梳理一下笔者对大自然物质世界的认识要点，以作为哲学家们进一步创建“大自然辩证法”的砖石。

       宇宙的永恒存在  宇宙包括了时间和空间两方面，但空间只因物质的存在而存在，时间则由物质的运动所产生，如果完全没有物质及其运动也就没所谓宇宙了。所以，对宇宙的研究，从虚转化为实，其实是从时间和空间转化为研究天体及它们的运动。总体看来，宇宙中的物质永恒的存在着，而运动又是物质的固有属性和存在方式，由此可知物质和运动是同时存在和同载一体的，因此也可以说成宇宙是永恒存在的。宇宙的永恒存在与物质不灭定律和能量守恒定律是互相支持、相互统一的。当然，宇宙永恒存在和质量、能量守恒定律也并非绝对的概念，到了地球人类的视野超出了本宇宙单体之后，分析问题的观念和方法都可能随之改变，这个道理与宏观领域不能用微观领域的观念和方法来分析研究问题一样。当前有些科学家和哲学家就没有划清宏观与微观的分界线，把全宇宙的物质都化成能量看待，认为物质概念是落后的经典概念。那是错误的观点，它阻碍了近代大自然科学的继续向前发展，笔者在“倒挂金钟”中已有阐述。

       引力和斥力是演化的动力来源  宇宙不断地演化着，物质分子之间的相互引力和斥力彼此对立统一的协同调节作用就是宇宙演化的动力来源。运动是物质的固有属性，而物质会运动就是物质有能量的表现。物质有能量，就分子之间彼此有魅力，“物以类聚”的现象正体现了这种魅力的存在，而分子魅力的加和作用便使物质或物体之间产生了万有引力。同样，由于运动是物质的固有属性，所以对于所有的分子，谁都希望自己有个自由空间可以运动，而且谁都争取自由空间更大一些，这又使具有能量的分子之间彼此都有相互的斥力。物体的热胀冷缩正是分子斥力的直观综合体现。由于引力，散布在宇宙中的远离平衡态物质就会各自集中在一起形成了大大小小的星球，又由于斥力，集中在一起的物质才会运转起来使内部生动活泼而形成了系统，并发生着各种演化现象；由于斥力，物质会被天体核球喷射开来而诞生出小天体，又由于引力，围绕在天体核球周围运转的小天体最终都会被重新吸回该核球去而灭亡；由于引力，才有可能形成了宇宙中心核球，又由于斥力，宇宙中心核球才可能通过喷射而逐级地诞生出了整个宇宙那么有序运行的天体布局……。物质的引力与斥力既相矛盾，又相统一，在两者相持的质变阶段，天体便可以发生诞生或灭亡的现象；在量变情况下，两者又像是在对打太极拳那样，互相平衡，相互制约，形成和维持了高温液态星球的自转和体内复杂的环流。总之，引力与斥力彼此协同调节，是天体系统赖以发挥自组织功能的一对十分重要的，对立统一的非线性作用力，是所有天体的整个“诞生──演化──灭亡”过程的动力来源。显然，引力与斥力既使物质聚成系统，又使系统发生演化。

       何谓系统  系统是非平衡态物质存在的重要状态。自然界中远离平衡态（即温度远高于绝对零度）的自由物质都会自然组合在一起形成系统。宇宙中的演化现象是以系统为单位进行的。或者可以给出具体定义说：彼此有相互影响而紧密结合在一起，并有内在协调机制以保持内部物质可以不停作有序相对运动，又与环境相联系的物质组合，就叫做系统。每个生命体都是由最高能量的远离平衡态的有机物质所组成的系统；自然界中自由的远离平衡态的无机物质，也会根据能量不同自然组合形成水平各异的非生命界的有序运行系统。天体中大至宇宙蛋黄，小至地球；在地球大气层中，大至极地大旋涡，小至龙卷风，都是典型的非生命界的天然形成的有序运行系统。不论在生命界还是非生命界，系统都是最能展现物质运动属性的最好舞台。自然界中，能量太弱（即温度太低）的物质就形成不了系统。物质因自身的能量高低就决定了自己在空间中的存在形态。一般地说，大自然中的自由物质，按能量从高到低，具体可以分别依次自然组合成为开放系统、封闭系统、孤立系统、静态物质集合、离散性物质。开放系统是最高水平的物质组合形式，离散性是最接近平衡态的物质状态。在生命界也一样，只有远离平衡态的最高能量的有机物质才能组成活生生的生命体系统，死掉了的生命体就会僵化，直至最后被分解为离散性物质。

       “演化”和“诞生”的实质  物质的前三种状态都是系统，都有演化能力，后两种状态的物质没有演化能力。显然，“演化”是系统的专用概念，一切非系统的近平衡态的东西都不能滥用演化概念。演化能力有强弱之分，弱的只包含量变过程，强的才能具有完全的演化能力，即包含了量变过程和质变过程。想要一个系统具有完全的演化能力，对内要求本身的物质是远离平衡态的，即高能量的，对外则要求是开放的，这只有开放系统才可能满足条件。“诞生”现象就是自然界演化过程中的质变现象，是系统通过自组织的运行结果将本身一分为二的现象，也是系统最复杂、最高级、最奥妙的功能表现。因此，只有非平衡态程度高的开放系统才能有诞生功能。不论生命界还是非生命界，诞生现象都是由一个完整的高能量物质系统在自身的演化过程中（生命界可称为生命史或生命过程），分离出另一个完全与自己同类的子系统的质变过程，这其中必有一个孕育和诞生的母体。没有母体，就不会有诞生。尤其在生命界，哪怕是微小到一个细菌，从表面看，虽然它的诞生只是简单的一分为二的分裂，但从本质看，每一次分裂也都是由一个母体先孕育好一个子体，然后才把子体分离出去。要特别指出的是，“星云说”认为天体由星云逐渐凝聚而诞生的观点是不符合实际的。一些接近于平衡态的离散型的物质群，既没有演化能力，更没有诞生功能。“诞生”是自然界演化过程中质变现象的一种专称，不能胡乱套用。

       系统效率问题  可运行的有序系统都有运行效率问题，这由系统物质的能量高低、高能物质是否得到有效保护、是否在最合适的地方进行开放、协同规律是否很好地发挥作用、能量有否得到有效的转换和做功而无过分浪费等因素所决定。要使系统能量能够有效的转换和做功，就必须让协同规律在系统中很好发挥作用，令系统内部的无序运动都转化为有序的运作。星球系统的协同规律发挥作用有三个必要条件，即球心附近的高度不平衡状态、球面的对外开放、从里到面有作为媒质的“流”的存在。这也就是第25章中所讲的有序系统三要素。下面就以众人皆知的地球系统为例看看其协同规律是如何运作的。地球在陆地上设置了极厚的隔热层将底下会导热的硬地壳底层覆盖住，又在金属性质的深海地壳层之上面覆盖了一层很厚的水层，水层之上面再覆盖一层很厚的大气层。这样一来，地球这个封闭系统就变成一间很高效率的巨大工厂了。地壳包住了地球系统的主体，能量最高的物质被保护在球心附近，远离了能量开放口子。在星球自转力学原理的操控下，球内浆液便形成了有序的环流，令两极附近下沉而赤道截面附近上升。在此，协同规律得到了有效地发挥，球心附近因无法停止的热核等反应所不断产生的热能便被顺畅地传到了低纬度的表面。被作为地球这个大工厂的能量开放口子（似烟囱作用）的低纬度海底，地球设置了两层利用余热的机器，一层是海洋，另一层是大气。显然，这两层利用余热的机器又都是高效率的小型开放系统，严格遵守了高效率系统的原则要求。它们虽然都对着太空开放，却又都用“打太极拳”的方式尽量将能量反馈回地球，既以海量宽容的大度巨量接收了地球深处上传而来的热能，化解掉球内热能强烈外送的矛盾，又使地球能量的消耗速率很微弱，这才使得地球与其它行星相比显得年轻。由内因天然主动形成的地球系统的协同规律的运作效率很高，很值得我们认识和学习，所以特别重新在此概括了一下。

       何谓耗散结构  开放系统和封闭系统是可运行的有序系统，也称为耗散结构。孤立系统是无序的平衡态的系统。耗散结构的特点主要是通过做功而消耗了能量才使系统有序运行。系统利用能量运作起来进行自组织形成了各部分的有序运作，并不停的吐故纳新以确保系统的稳定运行，不断地转换能量、做功和消耗能量，这就是耗散结构的内在本质。生命界中的活人是耗散结构，非生命界中的地球也是个耗散结构，但地球已经是个封闭系统，物质被封闭起来了，只是能量还在不断耗散。除了天然形成的生命界和非生命界的耗散结构之外，还有人工的机器设备、交通工具等也是耗散结构。不过，人工系统的效率都难以跟天然主动形成的系统相比美。孤立系统就因为能量完全耗散不出去，也即没有吐故纳新的能力，才使得内部变成了死水一潭的无序的平衡态的系统。所以，高效率的系统虽然对耗散能量很节制，但会耗散能量并非全是坏事，完全不会耗散能量才全是坏事。

       看不见的手与看得见的手 “无需外界的特殊指令就能自行结合、自行组织、自行发展，系统科学把这一过程称为自组织过程”[26]。一个系统由于有了自组织功能，就能从被诞生过程中哪怕首先是无序也会走向有序（如星球），最后成为生气勃勃、稳定运行的耗散结构。这样，非生命界的大自然才会出现了千姿百态的景象，生命界也才会生灵无数和活灵活现。然而，协同规律在系统自组织过程中起着最重要的作用。宇宙间最典型和最大规模的自组织过程是，宇宙中心核球体内由于自组织功能就形成了自身的自转，反过来，宇宙中心核球的自转又促成了球心能量有序地从里向外顺畅地传了出来，而且将热能转换为动能并做了功，结果便诞生出了全宇宙众多的，又都有规律有层次运转的大小天体。由于诞生的过程是有序系统结构分离出子系统的过程，因此，除了宇宙蛋黄本身之外，一般天体的自转功能就是天生的了。在宇宙蛋黄自己被诞生初期进行自组织过程中所逐渐形成的自转功能，原来是作为“一只看不见的手”隐性体现在协同规律的运作之中。到了宇宙蛋黄诞生出来的无数子孙天体，自转功能就已经由于遗传特性而变成看得见的“手”了。这后面各代的子孙天体系统马上就能使用的这一只老祖宗所遗传下来的自转的“手”，其运行原理就是本书唯一最重要的星球自转力学原理。这一原理所体现出来的，也就是天体系统利用了自转这只“手”，协同指挥着流体分子热运动所产生的无序斥力，很容易地就将其转化为离心力而形成了有序的环流运动，从而在自身的演化史中都轻而易举地就进入了有序的运作状态。自转的功能对于这后面各代的子孙天体系统迅速形成耗散结构的有序运作是至关重要的。任何存有流体物态的天体，不仅整个球体系统是，哪怕在其体内或体表的所有耗散结构子系统，也都是依靠星球自转力学原理进行自组织所形成和维持下去的。地表面上的海流和大气环流的大小系统，就都是在地球自转力学原理操控下，由海水和大气本身自组织所形成和维持着的，有序运行的耗散结构。

       大自然辩证思维的广泛适用性  宇宙中心核球最终自动形成了有序的自转而使球心的热能可以顺畅的从低纬度送出球面来的那种出色的自组织功能的表现，以及星球自转力学原理对于大自然中所有天体运作的广泛作用，充分显示了大自然辩证思维在非生命物质世界中的强大威力。人和动物这些生命界的天然系统，能够各自维持了一段很长时间的鲜活形象，又是复杂而精彩的自组织功能的展现。这说明了生命界与非生命界在辩证本质上的共性。中国历史上被围剿的红军的突围，正是高能量、高水平的革命力量系统在自组织功能作用下向外冲出一条血路来的伟大壮举；中国现代经济的起飞，又是开放了的国家经济系统中的协同规律有效发挥了作用的奇迹。看来，大自然辩证思维不仅适用于大自然非生命界和生命界，还适用于由生命界所延伸出来的社会及经济的活动和发展。所不同的是，大自然非生命界和生命界中的协同规律是能够自动发生作用的系统固有的自然规律，而由生命界所延伸出来的社会及经济活动的协同规律作用是人类向自然学习的智慧升华去逐渐适应自然规律。

   （ 第26章太长，在第2部分上传的还有：内因与外因 和 大自然辩证法是大自然科学的灵魂 ）