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1、可持續(xù)發(fā)展時(shí)代?——論宇宙和人類社會(huì)中組織及規(guī)律的可持續(xù)發(fā)展條件及對(duì)未來(lái)的預(yù)測(cè)?徐朝??《易經(jīng)》:"復(fù),其見天地之心乎!"《黃帝陰符經(jīng)》:"天人合發(fā),萬(wàn)變定基。"?中國(guó)在《二十一世紀(jì)白皮書》中提出了中國(guó)二十一世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展的總體戰(zhàn)略、對(duì)策以及行動(dòng)方案。在發(fā)達(dá)國(guó)家的帶動(dòng)下,世界各國(guó)也都在緊鑼密鼓地進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展的研究和實(shí)踐。在人們的心目中,可持續(xù)發(fā)展似乎就是環(huán)境保護(hù)、控制人口等等??沙掷m(xù)發(fā)展真的就是這樣簡(jiǎn)單嗎?可持續(xù)發(fā)展究竟要把人類帶向何方??筆者在這篇文章里提出了宇宙中自組織及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的可持續(xù)發(fā)展
2、條件,并援引人類社會(huì)中組織和制度的可持續(xù)發(fā)展條件,在兩者的基礎(chǔ)上得出結(jié)論,認(rèn)為人類即將進(jìn)入一個(gè)有史以來(lái)最輝煌的時(shí)代——可持續(xù)發(fā)展時(shí)代。?一、宇宙由熱力學(xué)第二定律我們得知,雖然能量是守恒的,但所有的能量轉(zhuǎn)化都是不可逆的,都會(huì)產(chǎn)生作為熱量而出現(xiàn)的不可逆的能量耗散。比如機(jī)器作功,人體運(yùn)動(dòng)等,都會(huì)產(chǎn)生熱量,而這些熱量不可能完全回收再轉(zhuǎn)化回機(jī)械能或化學(xué)能。針對(duì)此性質(zhì),熱力學(xué)第二定律引入了一個(gè)非常重要的物理量:熵。?熵是這樣一個(gè)量,它在物體作功有耗散,即有熱量散失的情況下不停地增長(zhǎng),當(dāng)所有進(jìn)一步作功的潛力都已耗
3、盡,它就達(dá)到了極大值。按照熱力學(xué)第二定律,在一個(gè)孤立系統(tǒng)中自然發(fā)生的任何過(guò)程,都一定伴隨著系統(tǒng)熵的增加。當(dāng)熵達(dá)到它的極大值時(shí),這時(shí)系統(tǒng)處于它最無(wú)序的狀態(tài),系統(tǒng)已耗盡了它所有發(fā)生變化的能力——它已達(dá)到了熱力學(xué)平衡。?舉個(gè)例子,一杯咖啡里加入牛奶,攪拌一下,咖啡杯里會(huì)出現(xiàn)無(wú)數(shù)復(fù)雜的咖啡色、白色相間的花紋旋轉(zhuǎn)著。最終,由于攪拌咖啡的機(jī)械能一方面作功,一方面摩擦轉(zhuǎn)化為熱能耗散掉,咖啡杯中的液體運(yùn)動(dòng)逐漸停下來(lái),成為平靜的淡咖啡色的渾沌的液體——達(dá)到了熱力學(xué)平衡。?我們身處的宇宙也是如此。宇宙中的能量在作功過(guò)程
4、中不斷轉(zhuǎn)化為熱,最終宇宙中將沒有可供作功的能力,宇宙就達(dá)到了被稱作“熱寂”的死亡狀態(tài),宇宙中的一切運(yùn)動(dòng)都停止了。宇宙的熱寂是宇宙無(wú)法避免的,最終將達(dá)到的狀態(tài)。?系統(tǒng)熵隨著時(shí)間流逝只會(huì)增大不會(huì)減小。這里引入熵速度這個(gè)概念,熵速度即系統(tǒng)熵增大的速度,是單位時(shí)間系統(tǒng)的熵量。很明顯,某系統(tǒng)的熵速度越大,該系統(tǒng)就會(huì)越快進(jìn)入熱力學(xué)平衡。如果宇宙的熵速度極大,宇宙剛剛誕生,就會(huì)在瞬間消耗掉所有的作功的能力,能量都轉(zhuǎn)化為廢熱,達(dá)到熱寂,人類也就不會(huì)出現(xiàn)了。?那么,熵速度與什么有關(guān)呢?舉兩個(gè)例子就可以說(shuō)明熵速度是如何
5、被影響的。人類采集石油,燃燒供動(dòng)力使用。石油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能作功,其中一部分轉(zhuǎn)化成熱能耗散掉了。這些熱能耗散從整個(gè)宇宙來(lái)看雖是微不足道的,但卻使宇宙的熵速度增大。樹木吸收太陽(yáng)的光能,把它轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái),使光能不致變成無(wú)用的熱能耗散掉(例如太陽(yáng)光照在沙漠上),使宇宙的熵速度減小。?這兩種系統(tǒng)都屬于自組織。所謂自組織,就是在遠(yuǎn)離熱力學(xué)平衡時(shí)出現(xiàn)的,多種元素形成的高度有序協(xié)調(diào)的組織。自組織的概念涵蓋面很廣,舉凡天體,動(dòng)物,空氣等等,都是某種自組織。我們平常喝的水,也是兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子形成的
6、自組織。而原子本身又是原子核和電子組成的自組織。一個(gè)復(fù)雜自組織可能是由無(wú)數(shù)個(gè)小的自組織組合而成。?可以說(shuō),我們的宇宙,是一個(gè)由無(wú)數(shù)自組織組成的世界。我們說(shuō)某一系統(tǒng)達(dá)到熱力學(xué)平衡,只能說(shuō)是相對(duì)于某一層次上沒有自組織,但劃分到系統(tǒng)的最小單位上還是由自組織組成的。?由上例可見,自組織對(duì)熵速度有影響,一種自組織使熵速度增大,一種自組織使熵速度減小。?自組織的運(yùn)動(dòng)規(guī)律也會(huì)影響熵速度。例如人類使用太陽(yáng)的光能及風(fēng)能、水能代替石油等化學(xué)能的努力,最終會(huì)使宇宙熵速度減小。?自組織在一系統(tǒng)中是有其發(fā)生、發(fā)展直至滅亡的過(guò)
7、程的。有的自組織出現(xiàn)后會(huì)持續(xù)不斷地生存壯大下去,例如樹木。有些自組織會(huì)逐漸消亡,例如恐龍等。?自組織及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的可持續(xù)發(fā)展條件是什么??我們以人類社會(huì)和森林這兩種自組織為例。?到目前為止,人類社會(huì)是典型的使宇宙熵速度增大的自組織。人類為了生存和發(fā)展,廣泛地使用化學(xué)能,污染環(huán)境,破壞植被,在自己發(fā)展的同時(shí)使宇宙熵速度增大,破壞了生態(tài)平衡,也使自身的發(fā)展受到了嚴(yán)重的限制,到目前已經(jīng)出現(xiàn)了“生存危機(jī)”。專門研究世界性問(wèn)題的羅馬俱樂(lè)部指出,人類如不改初衷,照如此發(fā)展下去,不出百年就會(huì)遇到“生長(zhǎng)的極限”,各
8、種資源消耗殆盡,環(huán)境污染達(dá)到令人無(wú)法容忍的程度,人類文明面臨大倒退。?而森林這種自組織,將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)藏起來(lái),這一過(guò)程一方面使熵速度降低,另一方面森林由于儲(chǔ)藏了化學(xué)能,其本身就成為了地球上其他生物必不可少的養(yǎng)料和食物。森林在光和作用過(guò)程中,每年又釋放大量氧氣,從而補(bǔ)償了呼吸和燃燒所消耗的氧。總之,由于森林的種種有利于其他生物生存發(fā)展的特性,已成為生物圈中不可或缺的角色。森林越多,地球環(huán)境就越好,就越有利于地球上其他生物生存,這已成為人們的共識(shí)。而這一切,都是由于