北大自然辩证法讲义06自然界物质系统演化的特征和规律

PAGEPAGE4第六讲自然界物质系统演化的特征和规律一、不可逆变化与物质系统的演化1.可逆变化与不可逆变化可逆变化是指这样一些变化，其过程可以反转，状态可以回归，或系统与环境可以同时复原。不可逆变化是指这样的变化，其过程不能反转，状态不能回归，系统与环境不可能同时复原。2.物质系统演化的时间箭头不可逆变化称之为演化。物质系统的演化至少存在着以下四种不同的时间箭头。1）热力学的时间箭头是指这样一种时间方向，在这个方向上，物质系统的无序程度（即熵）表现为不断增加的趋势。2）进化论的时间箭头是指这样一种时间方向，在这个方向上，物质系统的有序程度（即负熵）表现为不断增加的趋势。3）宇宙学的时间箭头是指这样一种时间方向，在这个方向上，宇宙正在膨胀而不是收缩。4）心理学的时间箭头是指我们感觉到的时间流逝方向，在这个方向我们可以记忆过去而不是未来。二、物质系统的进化与退化（一）进化和退化的涵义及特点1.进化和退化的涵义1）进化是指物质系统从无序到有序，从低级有序到高级有序的演化趋势和过程，也就是物质系统负熵增加的过程。有序：是指事物或系统要素之间的相互联系，以及这些联系在时空中的表现。无序；指事物或要素之间无规则的排列、组合、运动或变化。2）退化：指物质系统从有序到无序、从高级有序到低级有序的趋势和过程，也就是物质系统熵增加的过程。2.进化和退化的特点1）自发性指进化和退化是事物在一定的外部条件下按照内部的根据进行的自组织和自瓦解。自组织和被组织：如果系统在获得空间、时间或功能的结构过程中，没有外界的特定干预，我们就说系统是自组织的；；反之，就是被组织的。2）稳定性重建指原来稳定的事物，经过失稳后进入和退化的过程，并建立起新的稳定状态。3）离散性指进化和退化主要不是在连续性中实现的，而是在连续性中断的过程中实现的。（二）进化和退化的统一关系1.进化与退化互相包含即进化的过程往往内在地包含着退化；以退化为主要的过程也往往内在地包含着进化。2.进化与退化共存同生即进化与退化往往是一个过程的两个方面，常常彼此共存，同时发生。3.进化与退化相互交替即进化过程在一定条件下会转入退化；退化过程在一定条件下也可以转入进化。（三）系统进化的根据和一般条件1.内在根据是系统内部各要素间的非线性相互作用（即相干性相互作用）2.进化的先决条件是系统与环境之间不断进行物质、能量和信息的交换（即系统必须对外开放）。对进化先决条件的熵变分析：ds=dis+des其中：ds为系统熵的增量；dis为系统内部的熵产生，按照力学第二定律，dis≥0；des为环境熵流，可正可负。3.进化的触发因子是系统内部的涨落1）涨落：指刻划系统状态的瞬时量与宏观平均量的偏差。2）系统对涨落的反应第一种情况：当系统处于平衡态时，系统能收敛和平息涨落，从而使系统回复到原来的状态。第二种情况：当系统处于近平衡态线性区时，随机涨落将会被抵消或衰减，涨落不会对系统产生根本性影响。第三种情况：当系统处于远离平衡态非线性区时，系统对随机涨落异常敏感，以致一个小的涨落可以引起一个全新的变化。在这个意义上，涨落便成为系统进化的某种胚芽或触发因子。三、物质系统演化的周期规律（一）周期规律的普遍性和特殊性1.周期规律的含义指事物在运动变化中所表现出来的一种循环特征，即事物在沿时间轴的运动变化经过一定时间后，仿佛向其原来的出发点复归。2.古代文化对周期规律的认识1）《周易》中内涵的周期思想《周易》之“周”：最主要的含义是指圆周性运动，周期性变化，循环往复的发展。《复卦》（第四十二卦）：《彖》辞：“反复其道，七日来复，天行也”。指出了大自然以七数运行的周期法则。天干、地支及六十花甲：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、甲、乙、丙……甲子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥、子……子地支揭示了一年十二个月的周期法则，以及一天十二个时辰的周期法则。六十花甲揭示天体运行的六十年循环法则。（宋）邵康节关于人类文明的变化周期元——会——运——世其中：三十年为一世，十二世为一运，三十运为一会，十二会为一元。则；一元为126900年，此为人类文明的循环变化周期数。中医理论所揭示的规律佛教的“劫数”思想世界的成、住、坏、空变化，有小劫、中劫、大劫之分。“劫数”蕴含的是周期思想。3.周期规律的普遍性4.周期规律的特殊性（二）周期规律的形成机制1.唯物辩证法的理解否定之否定规律2.现代系统科学的理解基于系统的熵变，系统会表现出“混沌——有序——新的混沌——新的有序……”的循环发展过程，即表现出周期性。（三）周期规律的应用天地运转周期化学元素周期律人体活动变化周期体力周期：23天；情绪周期：28天；智力（记忆力）周期：33天；呼吸周期：每分钟18次，每天呼吸25920次。自然灾害现象周期社会和经济现象周期自然灾害现象周期前苏联学者亚里基斯：灾害巨周期2.6亿年；异常大周期约3200年；中周期约1000-1400年；群发小周期约140-180年。中国学者对自然界60年周期现象的探索：地球自转速率列；中国陨土陨落；亚太地球气候；西北太平洋台风紧积距平；全球地震死亡10万人以上序列时间间隔：全球七级以上地震频度序列；全球火山爆发时间自相关；全球海啸频度序列等等。美国戴维：地球干旱周期22年；不明飞行物4年周期。社会和经济现象周期美国戴维：美国小麦丰收周期9年；造船业每54年大发展一次；世界金融市场的波动周期41星期。日本汤浅光朝：一个国家科学兴隆的平均周期约为80年意大利、英国、法国、德国、美国？（四）物质系统周期演化的无限性事物的发展并不是经过一个演化周期就停止下来，而是要经过无数的演化周期永恒地演化下去。例一：关于宇宙的起源和命运问题：如果宇宙是在大爆炸的奇点处产生，那么宇宙是否会有终结？例二：关于人类社会的发展，当人类进化到共产主义之后将走向何处？周期性变化的支持性证据：1992.11.12.澧县天供山发现的金属圈，形成时间2.5-3.5亿年前。羊皮纸地图，时间标记1513年，含南美洲、非洲的以度、格陵兰岛及南极大陆地形。1851.6.美国马萨诸塞洲出土的金属制品，至少存在了几千万