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时间、秩序与不可逆性

2024-08-27 10:52阅读:
时间、秩序与不可逆性
自然界,是一个开放的系统,并且是充分开放,在时空的不同尺度层面上的开放,正是这种开放的特点,实现了能量的交换、获得与损失(有目的、无目的的、确定性的、不确定性的),在各个层面上进行,这或许也正是时间概念的深刻性与重要意义,而且,量子力学表明,量子本身就是质量为零的一个能量包,自然系统的这种充分地开放,就会愈发有更多的相互碰撞、接触实现着事物的更加复杂的态势转换而形成各种各样的复杂的系统结构,随着信息技术的飞速发展,人类认知的尺度在宏观、微观两个方向充分延伸、尤其是互联网技术的发展,将人类的认知 以及人类与大自然的关系充分拉近,人类对自然界的认知更加不断地深化。
自然之中事物相互关系、自主性以及意义,自然界中的事物在开放环境中,呈现了自然界万物之间密切的相互关系,这种关系在遵守自然法则和基本定律基础上,坚守着一定的个性,个性是事物存在的基础,是自然界复杂的深刻原因,对自然的欣赏,首先要对自然赋予尊重,自然演化到现如今的局面,真正地说明了,自然界对事物个性的包容。当然,个性,也是事物个体自我保护的资本,并且,个性的延续,需要对环境的有条件地适应、选择、处理好个体与环境的相互关系。地球表面这个庞大的生态系统的维持,得益于支撑太阳系在宇宙中相对稳定的运动的更大的天体系统的定力的相对弹性的支撑,也得益于太阳系中星体相对位置关系,以及太阳可以源源不断地周期性提供给地球的热能,当然,如果地球离太阳很近,灼热的太阳风会给地球剃光头,如果离太阳太远,会因过于寒冷而出现冰封大地,而恰好在一个相对位置上,地球上的春夏秋冬四季展现出一幅生态美景,人类社会生态结构,也是如此,一个良好的文化环境、制度设计,会相对优化个体之间的关系,在尊重个体的前提下,既能发掘个体的智慧(这是基础),又能增强整体的活力。
秩序、熵增、熵减,自然界中,规模大、影响力大的物体的行为,就构成影响周围能够影响的事物的环境秩序,而且,它的一个突如其来的变化,就可能形成环境灾难,而且这并非不可能,环境的相对秩序,引导耗散结构的形成、适应与调整,这是自然、社会生态演化的基本形态,大环境越稳定,自然、社会生态演化就会平稳。自然界中一切存在
的事物,都有自身存在的惯性(既是个性,又是韧性,于是就不会随意被征服),加上自然界的开放性、复杂性,于是在自然界各个层面上,都有这种适应、形成、调整的过程,伴随着熵减、熵增的过程实现。
碰撞、能量损失,自然界中的事物,在时空各个层面上,各自按照各自的惯性以及相互关系决定其态势转换演化趋势,按照开放性、复杂性的世界的特点,偶然、必然、主动的、被动的碰撞、接触是不可避免的(并且是在不同层面上的同样的行为,只不过不同层面上影响的程度不同而已),从而付出能量损失是必然的,这一切是熵减、熵增、混沌过程的综合。
时间、时间不可逆性,早在古希腊,科学、哲学、数学几乎同时产生的时期,“形成了一个外在于宗教,与宗教无关的思想领域,……,具有明显的几何学特征。不论是地理学、天文学还是宇宙演化论,他们都把对自然世界的构思,投射到了一个空间背景上,这个空间,不再由吉、凶、天堂、地狱等宗教性质来界定,而是由相互的、对称的、可逆的关系组成”,----《希腊思想的起源》 . 皮埃尔韦尔南 秦海鹰译 北京大学出版社 201211月,这个时期的时空观,基本就是几何学的概念,至牛顿确定性力学体系的时空概念,都是继承了几何学的思维,时空外在于自然界中的事物,时空分布均匀、时间可逆,容万物于其中。而在爱因斯坦广义相对论力学体系中,则有本质的不同,时空与自然万物已经建立起一种密切的关系,时空会因为物质对象存在而出现弯曲,物质运动的路径不是直线,这可以由“物质告诉时空如何弯曲,时空告诉物质如何运动”得到贴切地解释,特别是大型天体附近时空弯曲的事实得到验证。但这只是反应了这种密切的关系,并没有具体描述这种关系。实际上,作为几何概念,时间是可逆的概念,然而,作为描述自然万事万物态势转换的时间,又是不可逆的时间之矢,实际上,自然万事万物基于其相互关系的态势转换过程中必然造成连绵不断地能量转换为热量的损失,就是过程不可逆产生时间之矢的原因(之所以连绵不断,是由自然本质的复杂性决定的)。
时间,或许是最深刻、最复杂、最不易理解的概念,因为它和自然界最深刻的概念:“能量”,联系在一起,“时间和热量相似。有时间流逝的一切现象都和热量有关。只有热量区分了过去和未来。热量是所有物理变量中唯一与不可逆现象有关的变量,它就充当了时间的角色。不是时间流逝产生了热量消耗,而是反过来,是热量消耗产生了时间的流逝。”---- 《现实不是你所见》意大利理论物理学家 卡洛.罗韦利。时间与热量的关联,比较清楚地解释了,时间概念的内涵,任何自然对象,在与环境交互(主动、被动、必然、偶然)的过程中产生的热量的损失,形成的不可逆的过程,也即时间流逝的过程,时间流逝从物理学上知道,在物体接触过程中,能量(热量)总是从高能量级别的物体,向能量级别低的物体传导,加上能量传导过程是在不同的尺度、层面上进行,加上自然界本身开放性,在时空纵深层次上开放,于是,事物碰撞过程能量的传导不是可控的,一定是时时伴随着能量损失,于是,过程一定是不可逆的,可以用赫拉克利特的一句哲学名言:“一个人不可能两次踏进同一条河流”,解释这种不可逆性,熵减、熵增都会伴随能量损失,伴随着时间的产生,量子力学告诉我们,微观世界的量子,质量为零,就是一个能量包,能量传输时,是一包一包传送的,但是,“量子力学发现,粒子只有在相互作用的时候才可以被描述,当它独自一人不发生作用时,它就像幽灵一样不存在于任何地方。”,于是,即使在量子世界,也不是轻易可以描述的。心灵的时间。大脑的行为、心灵的行为,必然伴随着相关物质的态势转换,导致心灵时间的产生。
时间与自主性,时间概念作为自然系统态势转换描述与社会秩序管理概念或许具有不同的意义,作为秩序管理的时间概念,这也就是我们经常见到的,在一个领域内、一个体系内,协调、相对统一的态势发展的管理,于是时间变成一种统一的尺度,是一个相对整体、宏观的统一尺度概念,从而,对相对相对个体的局部就有了统一尺度的约束;另一方面作为自然的时间概念,更应该强调它的个性,其反映的是,自然界物质对象之间态势转换的属性的刻画,时间概念作为一种分布(类似于一个随机场过程),这里就必须尊重个体、局部的时间属性,对时间概念内涵的不同赋予,意味着管理上的不同的策略,对个体的自主性的不同的认识。
耗散结构理论,是说,处于非平衡态的开放系统,通过与环境进行能量和物质的交换,而形成的一种有序的结构,这是一个熵减的过程,也必然伴随着能量消耗,行程时间的流失,事实上无论熵增、熵减都是伴随时间流失的不可逆过程,耗散结构理论创始人伊利亚.普里戈津在他的《确定性的终结》中,对时间概念的意义,有重要的讨论,“我还引用了怀特海《过程与实在》一书中表达的观点,对于怀特海而言,终极目标食调和恒常与变易,把存在构想为过程,在他看来,发源于17世纪的经典科学,是一个误置具体性的例子,此种具体性,不能把创造性表达为大自然的基本属性,真实世界有其通向新鲜事物的时间通道的特性。怀特海的真实世界概念显然与任何确定性描述都不相容。”----《确定性的终结》时间、混沌与新自然法则,[]伊利亚.普里戈津箸 湛敏译 世纪出版集团 上海科技教育出版社 上海20096月。所以,时间的细节才真正刻画自然的秘密。
自然界存在引力场,它是自然界万事万物自身以及相互关系的产物,引力场中的万物对引力场都起着作用,当然决定引力场分布特点的主要是大的天体,因为一般小型物体所起的作用非常微弱,从整体上说,引力场的分布,是自然界万事相互(时空)关系的决定的。宏观上分布是主要由大型天体相互关系决定的,但是大型天体对引力场的影响构成引力场的大环境,引力场中的每个个体仍然受到附近分布的事物之间的关系的影响。与引力场存在的形式类似,时间,在宏观上,也对应一个场,也是反应自然环境中分布的物质对象以及相互关系的,只是时间,是不可逆的,标志着事物在经历之间相互关系的态势转换过程中时刻意味着能量的损失与获得,这些都是熵增、熵减造成的,熵增,就是自然能量无目的的损失的原因,而熵减的环境是大型天体之间的有序运动带来的能量的有序流动,促使小范围的熵减现象的形成,从而带来局部特定事物的有序的态势转换,这种熵减在环境资源丰富情况下,所能够带来的创造奇迹,按照自然界物质的极其丰富,结果一定是不可限量,但是,熵增、熵减,都必然伴随能量损失,从而都是不可逆的行为,转换为时间的流失。
自然界隐藏着巨大的能量,只是能不能,以及通过什么方式利用。自然界中的一个具体的对象的时间始点、终点,是现实的,有界限的,但宇宙的时间始点、终点应该是无限的,比利时理论物理学家,耗散结构理论创始人伊利亚.普里戈津曾断言说:时间先于大爆炸,如果是这样,宇宙的时间就没有始点。
秩序的制造者,一定是一个依赖于更大的秩序的存在,开放的世界(在自然的各个层面上进行),只是,人们对自然的认知是逐渐深刻的,任何处于自然之中的事物,都在主动与被动之中,参入时间的流变过程,然而,无论是主动还是被动,都暴露在一定的公共环境中,都必然伴随能量的损失,就如,赫拉克利特所说:人不可能两次踏进同一条河流,这个过程,一定不可逆,这包含两层意思,一方面,过程不能倒流、另一方面,过程不可重复。
秩序与熵减,环境中如果有一种大的秩序达成,为环境中事物提供持续的或周期性提供能量,在提供的能量多少以及持续的过程合适的时候,环境中的子系统,就可能会遵从耗散结构理论,产生小范围的熵减的行为。
自然的实质:能量,物质是能量的态,物质是能量积存的形式,到最基本的层次,量子,没有质量,但是传送一个能量包,

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