【正见网2010年02月14日】
四、耗散结构理论――对热力学第二定律的拯救
人们对热力学第二定律所揭示的“热寂”宇宙的困惑在100多年以后才找到了解救之道，这就是建立在非平衡热力学之上的耗散结构理论。
耗散结构理论是本文两大主角中第一个出场的主角（水结晶实验是另一个主角）。耗散结构理论是诺贝尔奖得主、比利时科学家普利高津在20世纪60-70年代创立的。与牛顿宇宙论和热力学定律所假设的封闭线性机械系统不同，耗散结构理论是以开放的复杂系统的形成机制为研究对象。耗散系统或者耗散结构是指处在远离平衡态的复杂系统在外界能量流或物质流的维持下通过自组织形成的一种新的有序结构。在这里，“耗散”指的是系统与外界有能量和物质交流这一特性。
“耗散结构理论可概括为：一个远离平衡态的非线性的开放系统（不管是物理的、化学的、生物的乃至社会的、经济的系统）通过不断地与外界交换物质和能量，在系统内部某个参量的变化达到一定的阈值时，通过涨落，系统可能发生突变即非平衡相变，由原来的混沌无序状态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。这种在远离平衡的非线性区形成的新的稳定的宏观有序结构，由于需要不断与外界交换物质或能量才能维持，因此称之为“耗散结构”(dissipative structure)。”
耗散结构理论是被实证科学主流所认可和欢迎的，耗散结构理论提出后，在自然科学和社会科学的很多领域如物理学、天文学、生物学、经济学、哲学等都产生了巨大影响。然而，耗散结构理论是被许多人用来欢呼和欢迎的，而并不是作为严谨的学术理论来研究和使用的。这些欢呼的人群似乎被热力学第二定律压抑了百年，终于看到了救星与“生的希望”，所以没有人象责难克劳修斯那样对待普利高津，因为普利高津带来的是好消息（good news）。这让我忍不住的感叹，那些不是真正意义上科学家的人们似乎也很势利，特别是那些没有真正科学精神的人们，或者是那些打着科学幌子的科痞们。当克劳修斯带来坏消息的时候――带来“灭的宿命”的时候，人们悲痛欲绝，恨不能将其打倒踢翻；当普利高津带来好消息的时候――带来“生的希望”的时候，人们变得欢欣鼓舞、热血沸腾。
耗散结构理论提出之初就被应用到人体和生命领域的研究，随后广泛应用到其它领域，包括社会经济领域等的人类社会系统。但是以照猫画虎、不伦不类的为多。很多都是从现象层面去套用这一理论，而并非理解这一理论的实质和真正机制，特别是那些缺乏自己理论体系的领域，例如中国国内的社会科学界、经济领域、企业管理等领域尤甚。
客观的讲，耗散结构理论是人类认知的一大飞跃，但是我们这里绝不是把它当作救命稻草，或者是好消息（good news）而欢呼的。它在很大程度上突破了牛顿宇宙论的认知，真正触及到了过程的意义、时间的意义和生命的意义，触及到了“生”的机制。特别是耗散结构理论对有机系统、生命系统、对研究人类各种组织结构的形成和机制有着重要的理论意义和认知意义。如果说牛顿的宇宙论是一个没有“生”也没有“灭”的机械过程的话，那么热力学第二定律所揭示的就是一个“灭”的过程，在那里时间有了真正的意义，它只指向一个方向，它是不可逆的过程，机械系统在“时间之矢”的作用下将不断的丧失它的有效能量，直到最后一滴有效能量耗尽的时候而变成一种“热寂”。而耗散结构理论所揭示的不仅是“生”的过程，它使我们可以开始洞见一个真正过程机制的全部过程，从“生”到“成”到“灭”的全过程；而且耗散结构理论是進入到一个机体或结构体的内部机制去研究，是关于“生”的机制，也包括“成”的机制，即一个“结构体”的生成或形成的条件和机制的内部动力的研究。如果说热力学第二定律所揭示的还是一个机械系统的规律的话，那么耗散结构理论所揭示的这个复杂“结构体”的“生成条件”，就是将人类的认知引导到了具有“生命属性”的“结构体”的机制上来。在这个意义上，普利高津从新打开了人类认知生命系统、认知社会系统、认知经济系统、认知人文系统等等人类自身系统的大门，而不再局限在纯机械系统、纯物质世界系统的认知之中。
另外，耗散结构理论不仅在人类认知的内容上有重要的突破，并且在认识的方法论上也具有突破意义。我们知道，牛顿所开创的分析问题的方法是一种不断的“分解”的方法，这种方法300年来一直主导着科学研究。记得《大趋势》的作者奈斯比特对现代科学曾经有过这样一个描述：“对越来越少的东西知道得越来越多”。这就是西方实证科学所走的“专业知识”的道路，在专业越分越细的同时，某一种专业的知识面也变的越来越窄，也就是越来越只见树木而不见森林，越来越不识庐山真面目了。正如托夫勒为《从混沌到有序》一书的前言中精辟的写到：“在当代西方文明中得到最高发展的技巧之一就是拆零，即把问题分解成尽可能细小的部分。我们非常擅长此技，以至我们竟时常忘记把这些细部重新装到一起。”
我们知道，進入20世纪中期以后，西方文明从新开始了对“系统的认知”，出现了象系统论、系统动力学等许多尝试。而耗散结构理论也是这种“系统的认知”中的一部分。普利高津的耗散结构理论在认知方法论上的重要贡献就象托夫勒所说的那样：“他花费了他一生的大部分时间，试图去“把这些细部重新装到一起”，这里具体地说，就是把生物学和物理学重新装到一起，把必然性和偶然性重新装到一起，把自然科学和人文科学重新装到一起。”
这方面，耗散结构理论虽然是人类认知和认知方法论的突破，但是普利高津在认识上仍然有很大的局限性，象所有实证科学家一样，他也同样遭遇到了实证科学的瓶颈与人类认知的极限，他还没有能够认识到事物与结构体形成机制的真正本质。因为如果再往前走一步，耗散结构理论就必须彻底突破实证科学的框框和假设，因为当你开始触摸到生命体和生命现象的时候，你就必须彻底改变那种“唯物”的思维，因为生命的根本属性不是物质，而是精神，或者说是物质与精神的一致性。那么，再突破下去，就不仅仅是“把生物学和物理学重新装到一起，把必然性和偶然性重新装到一起，把自然科学和人文科学重新装到一起”，而是需要我们把物质与精神的割裂、人与神的割裂从新联系到一起。
要真正理解和正确评价耗散结构理论，我们需要了解和理解几个关键的概念，例如，远离平衡、非线性、开放系统、涨落、阈值、突变、相变、自组织、分叉等等。国人许多对耗散结构理论的肤浅理解或错误认识往往就是根本还没有搞明白这些基础概念，就开始运用或者借用这一理论去谈论在逻辑上风马牛不相及的事情。接下来，我想从几个重要概念来谈一谈耗散结构理论在理论上、在方法论上存在的一些关键问题和局限，因为这会对认知“生”的机制非常重要。
首先，耗散结构理论发现了在远离平衡的区域可以“产生”新的结构体的机制，但却没有能够真正回答为什么会在远离平衡的区域“产生”新的结构体的问题。为什么在边缘区域可以“产生”耗散结构？另外，是不是只有耗散结构这样一种产生结构和秩序的机制？如果不是，那么这多种产生结构的机制之间会有什么关系呢？
第二，耗散结构理论所说的“耗散”指的是系统与外部环境有某种能量的交换，但是对这种能量有什么样的属性却没有回答。另外，一个“自组织”结构除了能量交换以外就真的与外界再没有什么别的关系了吗？或者是有，只是我们还没有发现这个能量交换背后的那个东西或“目地”是什么而已。
第三，回到熵的概念，耗散结构是通过不断的向系统内注入“负熵流”来维持的，那么“负熵”到底是什么耗散结构理论并没有给出答案。有人说“负熵”就是有效能量，这等于还是没有回答本质问题，只不过是用一个没有答案的问题去回答另一个没有答案的问题，实际上等于回到了前一个问题，这个能量的本质到底是什么？比如物理学只有“有效能量”和“无效能量”的区分，却不会有“好能量”或“坏能量”的区分。
第四，耗散结构的所谓的微观解释真的微观吗？其实它并没有突破物质空间的局限，没有突破物质的表层空间属性，并没有能够進入真正的高层空间，所以耗散结构的微观解释仍然是一种表象的解释，所以它不能看到能量背后的东西，也就只好把新的组织结构当作是无源的“自组织”了。另外，耗散结构理论没有好坏能量之分的认识，所以也就认识不到能量背后的目地或意识。因为这个局限，所以我们在耗散结构理论中还是可以隐约感到达尔文主义的痕迹，把结构的产生或演化归于自然的结果而不是某种意志的创造。
第五，是关于对开放系统的认识。这种开放是在同一个物质空间、物质层次上的开放，即同层内的系统开放，还是跨越不同物质层次或者空间层次之间的跨层系统开放？由于耗散结构理论的认识仍然是停留在物质的表层空间，所以它看不到这些跨层次之间的物质与能量交换，看不见来源于高能量层次的真正的微观物质，更看不到非物质的能量形式的交换，也就看不见那些带有意识与精神的东西的本质。因此在这方面耗散结构理论所揭示的仍然是一种必要条件，而不是充分条件，它还是没有能够触及到真正的本质。
第六，由于前面所列举的这些原因，耗散结构理论对非线性的认识也还停留在物质表层，停留在表象规律上，而缺乏对非线性机制的本质认识，因为它缺乏对非物质性力量和要素的认知。
耗散结构理论实际上只看到了“生”的物质层面的机制，包括其“微观”解释，但是物质层面的机制并不是“生”的机制的全部，甚至不是“生”的机制的本质，或者仅仅是“生”的机制在物质层面的一种表象而已。其实，以上所有这些关于耗散结构理论的问题全部都是相关联的，一旦我们突破物质表层空间的认识局限，一旦能够触摸到精神存在的能量属性，那么我们的认知就会全部突破，达到一种全新的认知。这就是我们要在“水结晶实验”的分析中要给大家所揭示的。
（待续）
