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系统及演化——均匀和稳定

系统及演化——均匀和稳定

作者: 邵彦洵 | 来源:发表于2017-07-26 20:28 被阅读0次

系统及演化——均匀和稳定

我们都知道,稳态结构的特点就是均匀。什么使均匀呢?举例来说,在一杯白水中滴入墨汁,墨汁会在水中荡开,呈现不均匀的状态,这种状态是不稳定的随着墨汁的扩散,墨汁会和水匀称地结合起来,系统自动趋向稳定,逐渐变成均匀的液体。这种状态是稳定态,能够一直持续下去。就如生活中一个物体和环境交换温度,最终会和环境的温度趋于一致,这都是系统趋于稳定的例子。

人们常常利用均匀性来控制和选择某些系统的稳态结构。我们知道,金属的晶体组成并不到处一样,缺少电子的地方会发生变形,容易断裂。这时,我们不一定要对电子进行填补,我们只要使金属的“空穴”均匀地分布就可以大大增强金属的强度。 就如同查理芒格所说的:你不一定要知道怎样过好一生,知道如何避免不幸就可以了。 这也是对均匀性的运用,实际生活中我们无法面面俱到地选择如何达成目标,但很容易知道哪些行为是错误的,这也算是一种“逆向思考”了。

热学第二定律对均匀导致稳定的现象进行理论概括,定律认为,一个孤立的系统不管内部如何变化,他的熵总要趋向极大。也就是内部趋向无序、混乱的情况。这种状态是自然界趋向的最稳定的结构。然而生活中却不是如此,如果把热学第二定律推广开来,我们的世界早就变成温度、密度一致的物质了。恰恰相反,生活中很多物质如果趋向无序、混乱它就无法存在下去了。最明显的是生物界,生物只有死亡后才真正和环境所同化,在此之前,往往是不均匀有序的。薛定谔认为,生物之所以能免于趋向熵最大值的状态,就在于能够通过新城代谢、呼吸等过程从环境中汲取负熵。

生命中只能通过有序的状态太能生存,就如同社会组织,一个国家、军队、政府,都极度依赖有序的状态来维持稳定。在无机世界中,恒星、天体也都不是绝对的均匀体,他们各自有不同的特点。化学家普里高京认为一个与外界有能量和物质交换的开放体系不能维持均匀稳定结构,他们在外界交换的过程中趋向有序的不均匀结构。现实世界存在的是打响跟外界有密切交往的开放体系。

说这么多,到底对我们的生活有何启示呢? 根据熵的理论,世间的所有事物都是在趋向无序、混乱的。这个理论本身是能得到验证的,就比如我们的课桌如果长久不收拾必定会越来越乱,我们生活中人际关系、生活状态也会随着时间而趋向混乱。但这也不是无可避免的,我们可以汲取负熵,如新陈代谢、呼吸、死亡,都是生物界保持有序与稳定的手段。政府的改革措施,战争、革命都是一种重新构建社会秩序,对于组织无序的调整。  所以,在生活中,我们也完全可以时常自我监控,尝试把生活拉回正轨。

我们都知道,稳态结构的特点就是均匀。什么使均匀呢?举例来说,在一杯白水中滴入墨汁,墨汁会在水中荡开,呈现不均匀的状态,这种状态是不稳定的随着墨汁的扩散,墨汁会和水匀称地结合起来,系统自动趋向稳定,逐渐变成均匀的液体。这种状态是稳定态,能够一直持续下去。就如生活中一个物体和环境交换温度,最终会和环境的温度趋于一致,这都是系统趋于稳定的例子。

人们常常利用均匀性来控制和选择某些系统的稳态结构。我们知道,金属的晶体组成并不到处一样,缺少电子的地方会发生变形,容易断裂。这时,我们不一定要对电子进行填补,我们只要使金属的“空穴”均匀地分布就可以大大增强金属的强度。 就如同查理芒格所说的:你不一定要知道怎样过好一生,知道如何避免不幸就可以了。 这也是对均匀性的运用,实际生活中我们无法面面俱到地选择如何达成目标,但很容易知道哪些行为是错误的,这也算是一种“逆向思考”了。

热学第二定律对均匀导致稳定的现象进行理论概括,定律认为,一个孤立的系统不管内部如何变化,他的熵总要趋向极大。也就是内部趋向无序、混乱的情况。这种状态是自然界趋向的最稳定的结构。然而生活中却不是如此,如果把热学第二定律推广开来,我们的世界早就变成温度、密度一致的物质了。恰恰相反,生活中很多物质如果趋向无序、混乱它就无法存在下去了。最明显的是生物界,生物只有死亡后才真正和环境所同化,在此之前,往往是不均匀有序的。薛定谔认为,生物之所以能免于趋向熵最大值的状态,就在于能够通过新城代谢、呼吸等过程从环境中汲取负熵。

生命中只能通过有序的状态太能生存,就如同社会组织,一个国家、军队、政府,都极度依赖有序的状态来维持稳定。在无机世界中,恒星、天体也都不是绝对的均匀体,他们各自有不同的特点。化学家普里高京认为一个与外界有能量和物质交换的开放体系不能维持均匀稳定结构,他们在外界交换的过程中趋向有序的不均匀结构。现实世界存在的是打响跟外界有密切交往的开放体系。

说这么多,到底对我们的生活有何启示呢? 根据熵的理论,世间的所有事物都是在趋向无序、混乱的。这个理论本身是能得到验证的,就比如我们的课桌如果长久不收拾必定会越来越乱,我们生活中人际关系、生活状态也会随着时间而趋向混乱。但这也不是无可避免的,我们可以汲取负熵,如新陈代谢、呼吸、死亡,都是生物界保持有序与稳定的手段。政府的改革措施,战争、革命都是一种重新构建社会秩序,对于组织无序的调整。  所以,在生活中,我们也完全可以时常自我监控,尝试把生活拉回正轨。

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