《基于耗散结构理论的自然与社会互动关系探析-卢艳芹.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于耗散结构理论的自然与社会互动关系探析-卢艳芹.pdf（4页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、生态经济第32卷第2期(2016年2月) Ecological Economy，V0132，No2(February 20 1 6)基于耗散结构理论的自然与社会互动关系探析卢艳芹，彭福扬(内蒙古大学满洲里学院，内蒙古满洲里021400；湖南大学马克思主义学院，湖南长沙410000)摘要：耗散结构理论通过熵变解释了自然进化与发展的规律，论证了事物如何从无序到有序、从有序到无序的互变从而实现了自然科学与社会科学之间的统一。自然与社会互动关系的基础正是基于耗散结构的形成条件，开放系统、远离平衡态和非线性相互作用表明自然与社会是可以实现互动的，因此，自然与社会的互动规律具有了客观依据。实现良性互动需解
2、决干扰负熵流双向流动的人的问题，从价值观到实践行为的变革都要在人类社会范畴内实现。关键词：耗散结构；互动关系；熵增中图分类号：B82058 文献标识码：A 文章编号：1671-4407(2016)02211-04Analysis Based on the Interaction between Nature and Society Dissipative Structure TheoryLU Yanqin，PENG Fuyang(Manzhouli College，Inner Mongolia University,Manzhouli Inner Mongolia 02 1 400，China
3、；School of Marxism，Hunan University,Changsha Hunan 4 1 0000，China)Abstract：The theory of dissipative structures by entropy explains the evolution and development of the law of nature，it demonstrates how也ings from disorder to order,from order to disorder interconversion in order to achieve unity of t
4、henatural sciences and social sciencesBasic interaction between nature and society iS based on the formation conditionsopen systems dissipative structures far from equilibrium and nonlinear interactions show the natural and social interactioncan be achieved andtherefore，the law of nature and social
5、interaction has an objective basisNeed to be addressed toachieve positive interaction interference negative entropy flow oftwo-way flow ofpeopleS problems，from values to changepractice behavior must be implemented within the scope of the human societyKev words：dissipative structure：interaction；entro
6、py长期以来，从统一性论证人与自然的关系存在明显的弊端，即都从为什么统一的论证中证明应该统一，对于如何统一的问题却提之甚少。实现自然与社会的良性互动是解决统一的路径与关键，自然与社会之间实现互动的原因、过程与结果必然涉及互动的基础、障碍与解决路径，这需要从本体论视角探索物质世界的运动、变化和发展规律，耗散结构理论为这一研究奠定了科学基础。耗散结构理论是20世纪60年代以后由比利时科学家普利高津提出，他依据热力学定律和统计物理学方法对事物变化的现象进行描述。耗散结构理论最大的贡献在于奠定了自然科学和社会科学统一的基础，它从微观与宏观两个维度论证了复杂系统的统一性。“客观世界的确存在着一种与平衡结
7、构不同的耗散结构。所有的耗散结构有三个共同的特性：存在于开放系统之中，保持远离平衡态的条件，系统内各个要素之间存在着非线性的相互作用。”1348“一旦系统的某个参量的变化达到一定的阈值，通过涨落，系统可能发生突变，即非平衡变相，由原来的无序混乱的状态转变到一种时间、空间或功能有序的新状态。”【21由于耗散结构理论突破了传统热力学封闭系统的平衡态，将其扩展为开放系统远离平衡态，通过与环境进行物质与能量的交换实现熵变，解释了事物如何从无序到有序、从有序到无序的互变，解释了自然进化与发展的规律，从而实现了自然科学与社会科学之间的统一。1自然与社会互动关系的基础11开放系统是互动关系的原因和第一条件耗
8、散结构理论将系统分为三类，分别是孤立系统、封闭系统和开放系统。孤立系统与外界既没有物质交换也没有能量交换；封闭系统与外界存在能量交换但没有进行物质交换；而开放系统与外界在物质与能量方面都存在着交换。三类系统对物质与能量的交换与转移进行限定，即在做宏观物理学研究时的一种条件假定，假定在不进行物基金项目：2015年度国家社会科学基金一般项目“美丽中国视域下价值观的生态化转向研究”(15BKSl22)作者简介：fi艳芹(1976)，女(蒙古族)，吉林松原人，研究员，湖南大学马克思主义学院博士后，主要从事环境哲学与伦理研究；彭福扬(1954)，男，湖南湘潭人，教授，博士生导师，主要从事马克思主义理论发
9、展研究。211万方数据生态经济第32卷第2期(2016年2月) Ecological Economy，V0132，No2(February 2016)质与能量交换的条件下晶体的无序和有序之间的竞争的问题。但实际上在流体力学领域必然发生物质与能量的交换，“贝纳特问题”指出液体固体转变过程中，由于温度的变化使微观分子高度合作，进而使宏观运动形态趋向有序的状态。因此，在热对流区域中流体的状态可作为“耗散结构”的一个例子。通过与负梯度联系的能量流动作用获得和维持耗散结构1125 o在流体力学之外，拉兹罗注意到“有一个不断增长着的迹象，说明生物和社会文化的进化乃是自然界进化的同一基本过程中的两个方面11
10、49。这就是“社会和生物的结构的一个共同特性是它们产生于开放系统，而且这种组织只有与周围环境的介质进行物质和能量的交换才能维持生命力。生命力就是动力”1165它是事物内部运行的依据与原因，在开放系统的结构中，自然与社会才能够产生可以互动的动力机制与可能条件。耗散结构是物质系统普遍存在的过程与规律，它解释了物质结构如何获得熵减。而孤立系统只能使系统的熵增加，使事物走向无序而最终消失，所以发生进化与演变的过程必然是系统与外界存在物质与能量的交换，从环境中获得负熵流以消减系统内部的熵增，进而实现发展与进化。例如，在无生命系统中，机器运转中会自然磨损，如果是孤立系统，机器会在自然磨损中很快走向消亡，但
11、如果至于开放系统中，机器会在润滑剂使用、零部件的更换等定期保养程序下保持长期的运转。而在开放的系统内部与外界环境的交流中，不断摄取自身需要的营养，消减系统内部熵增而使生物体维持生存与进化。因此，无论是生命世界还是非生命世界发生耗散结构的必然是开放系统，开放系统催生了系统内部与外部交流的环境与需求，这是自然与社会交互的普遍规律，也是二者实现互动关系的第一条件。12远离平衡态是互动关系的状态和第二条件耗散结构理论将系统的状态分为平衡态、近平衡态和远离平衡态，发生耗散结构的系统必然是远离平衡态的开放系统。平衡态和近平衡态发生在封闭系统和闭合系统中，这样的系统不存在或存在有限的物质交换，系统遵循波尔兹
12、曼有序原理，晶体、液体、铁磁体发生的平衡相变遵循波尔兹曼有序原理。在系统内部，非平衡态是不稳定和暂时的，因为不发生能量的转换，发展的趋势只能是更加无序，这是一种平衡结构的有序向无序问的转变。同时，在自然生态系统之中，还存在着非平衡结构，就是开放系统中的耗散结构，在系统与外界交换物质与能量的过程中可能实现无序向有序的转化。“系统内部所增加的熵不会是负的，系统与外界的交换所引起的熵可正可负，当负熵流的绝对值与系统增加的熵量相等时，系统总熵变等于零，系统稳定在原状态上；当负熵流的绝对值大于系统增加的熵量，系统总熵变小于零，系统的熵逐渐减少，就有可能形成稳定有序的耗散结构。”【31耗散结构的发生只能发
13、生在远离平衡态下，当环境熵变达到分界点后，系统稳定性消失，通过涨落和突变使系统进入另一种稳定结构中，事物的发展进入新的阶段，产生发展与进化。而在平衡态下和近平衡态下，涨落与扰动不能改变系统的状态，不能产生耗散结构，事物维持原状态并在内部机制的作用下趋向熵增。非生命系统物理学中的激光、流体力学中贝纳德对流花纹的产生都是耗散结构，生命系统中生命的生存、生态系统的进化也是耗散结构。耗散结构的发生都在开放系统中，由熵变而使系统处于远离平衡态的状态下而发生的。系统在平衡的状态下只能走向衰亡，只有克服这种状态进入到远离平衡的状态下，通过大的涨落和突变才可能实现新的有序，而这只能通过不断地变化打破内部平衡才
14、能实现。自然界的非平衡状态与人类社会的非平衡状态相似，人类社会同样遵循非平衡规律，平衡只是暂时和有限定性短暂或相对状态，而运动变化和发展则是自然界的永恒主题。运动导致变化，变化的其中一个方向就是发展，人类社会与自然之间只有通过非平衡的状态，在互动中实现双向发展的可能，否则只能是双向的退化与消亡。13非线性相互作用是互动关系的机制和第三条件“对于形成耗散结构必须的另一个基本特性是在系统的各个元素之间的相互作用中存在着一种非线性的机制。，【l】166耗散结构理论反映的系统是复杂系统，复杂系统拒绝将事物简单化，认为系统内部虽然可以分割为不同的要素，但要素之间并非是简单的线性组合，他们之间存在着相互作
15、用的非线性运行机制。“与平衡结构不同，耗散结构可以具有包含大量个体协作的相干状态。”1195在开放系统的远离平衡态下，物质与能量的交互遵循着非线性运行机制，非线性与线性是相对的，是指复杂结构内部要素之间的一种作用方式，非线性相互作用的特征表现在时空和多体的不同，时空是不均匀的、多体是不对称的。在相互作用中会发生多种关系如支配与从属、控制与反馈、催化与被催化等；同时产生相干效应和临界效应，相干效应产生偶合机制，促使事物接近临界点并跃升为发展与进化的分支上。非线性相互作用导致的结果是系统的要素之和并不等于整体，可能会大于或小于整体。因此，掌握了电子、质子就掌握了物质的结构，掌握了蛋白质、核酸就掌握
16、了生命的观点是错误的。不能把复杂系统归结为简单要素的机械组合，要素之间也并非简单的叠加，因此不能从要素的性质去推断整体的性质。物质的发展与进化是由各个要素的非线性运行机制产生的，其相互影响、相互作用的复杂机制促使事物的变化并达到临界点，在内外物质与能量的交流中，总熵变趋向减弱，事物克服衰变的趋势走向有序的进化。自然与社会都是复杂的体系，简单性只是某一个212 万方数据生态经济第32卷第2期(2016年2月) Ecological Economy，V0132，No2(February 20 1 6)分支上相对现象，自然与社会的互动是自然与社会内部组成要素的非线性相互作用，其作用的原因是开放系统、
17、作用的状态是远离平衡态、作用的结果是总熵量大于或小于内部熵变，即自然与社会的互动可能会发生总熵增或总熵减，这取决于互动的形式和物质与能量交换的对等性。2自然与社会互动关系的障碍耗散结构理论最大的贡献在于实现了人与自然微观机制的统一。热力学第二定律解释了物理学中的进化规律，达尔文的进化论解释了生命世界的进化规律，虽然都是进化但二者的方向却相向而行，长期以来，人们并没有将二者联系起来，无机界和有机界之间存在着一道不可逾越的鸿沟。普利高津认为，无机界与有机界之间不可能存在如此大的区别，他们之间一定存在着某种联系，热力学第二定律是系统从一个平衡态过渡到另一个平衡态的运动规律，系统由有序到无序的过程，而
18、达尔文进化论是在开放系统下通过物质与能量的交换由无序趋向有序的规律。两种规律是自然过程的两个方面，两个过程通过开放的系统、远离平衡态和非线性相互作用而统一起来，从而揭示了事物由退化转变为进化的过程，从简单到复杂，从低级到高级的演化，物理规律与生命规律实现了统一。虽然在无机界与有机界之间找到了可以互动的机制与条件，但是互动的结果是困扰当代人的难题，由于自然与社会在互动之后，人类社会单向的索取自然界的物质与能量却无法向自然界注入足够的负熵流，导致互动关系出现失衡，其结果是自然危机与社会危机的出现，人与自然之间矛盾显现并逐渐加剧。21人类社会的绝对主体意识与行为实现无机界与有机界的物质正常交换与能量
19、有序流动可以达到进化，人类社会处于物质世界的一端，在开放的环境中自然的参与到物质与能量交换与转移的过程中去。但是，长久以来，主客二分的自然观限制了人类对自然界和自身的科学认识，笛卡尔、黑格尔的自然观将人的主体意识绝对化，人与自然的统一性被人为割裂，“人为自然立法”的思想使人类成为自然界的主宰者，占有着自然世界的一切，自然界只是人类社会的材料厂和垃圾处理厂，除此之外不具有任何价值和意义。诚然，人类是自然界中与众不同的主体，它区别于无机物、并区别于其他生命体，但是这并不代表着可以取代它们而单独存在。物质世界是一个多主体的世界，无论是生命物质还是非生命物质都可以在特定的联系环节中充当主体，人类只是联
20、系环节中一个，它不具备绝对主体的条件。系统整体性和联系的特征说明，人类只是物质世界的特殊生命体，他与有机物、无机物之间存在着不可分割的内在联系，他们的非线性相互作用构成了人类生存的环境，环境是人类生存的基础，忽视物质世界的联系性而突出区别会使人类妄自尊大，这种绝对主体的意识导致的实践后果就是人类对自身生存环境的破坏，破坏着物质世界联系的基础，并人为割裂自身与环境的关系，使自己处于危险境地。人类绝对主体意识直接导致了实践活动的失误，环境污染、生态失衡、自然资源枯竭，人与自然关系处于危机状态。绝对主体意识导致了两个后果，其一，自然界与社会之间物质交换被阻隔。自然界为人类社会源源不断提供各种物质资源
21、以满足人类生存与发展的需求，但是社会却没有进行有效的物质补偿，相反却把大量人类废弃物排向自然界，加重了物质交换的不对等，使物质交换没能有效实现。其二，自然界与社会之间能量转化不顺畅。能量有序流动才能化解封闭和闭合系统的平衡态下熵增风险，避免衰亡。人类在利用自然界的能量实现人类生命体的延续，从自然生态系统获得负熵流以抵消社会生态系统的熵增，却没有向自然界释放负熵流缓解自然界的熵增，自然界的稳态被打破，失衡风险加剧。自然与社会在物质、能量方面的失衡将使自然生态系统与社会生态系统趋于熵增，加剧衰亡风险。两大后果显示，人类妄自尊大的意识与行为是人与自然危机的根源，自然与社会的线性机制必然导致危机的全面
22、发生，遵循非线性互动机制是解决危机的关键。22自然生态系统的平衡趋势与状态按照耗散结构理论的耗散结构形成机理，在一个开放的系统中，外界物质与能量对系统内部的熵进行抵消达到一定阈值时，系统远离平衡状态而进入非线性区，通过系统要素的非线性相互作用可能发生控制与反馈、催化与被催化、支配与从属的关系，各种关系相互交织会在无明显对称的效果下产生整体效应，整体效应并不是各要素关系的叠加，而是在偶合机制下形成的新的效应。另外，整体效应会将各要素关系由一种状态进入另一种状态，状态的改变发生在临界点上，。超过了临界点系统将形成几个趋势的分支，通过小涨落”形成“巨涨落”再经过突变，系统会由增长最快的涨落进入其中一
23、个分支上，其分支的状态为新的稳定和有序，从而形成了从混沌到新的有序的转变。这个过程并没有经过任何人为的干预，是系统的一种自组织结构，也是耗散结构的形成机理。在自然生态系统中同样经历着耗散结构的自组织过程。在没有任何外界的干预下，自然生态系统是一个开放系统，其开放性表现在系统内部与外部、系统之间、小系统大系统的物质交换与能量流动。如树的生长与土壤、氧气的交换；热带雨林中植被系统和昆虫系统的交换等；通过物质的正常交换与能量的有序流动，自然生态系统中各个子系统之间在负熵流的驱使下离开平衡区进入远离平衡态下，各分支系统由线性关系转变为非线性相互作用，系统形成了多个分支，213万方数据生态经济第32卷第
24、2期(2016年2月) Ecological Economy，V0132，No2(February 20 1 6)通过涨落和突变的非平衡相变，系统进入新的有序结构与状态，系统进行了演变并进化，其结果是自然生态系统结构愈发复杂，生物呈现多样性特征，系统由无序到有序不断进化着。但是，自然生态系统的耗散结构是在假设没有外界干扰的情况下发生的，如果出现了外界干扰情况会截然不同。假设热带雨林被砍伐，负熵流不能注入到与其存在寄生关系的植被系统和昆虫系统中，植被与昆虫系统会逐渐进入平衡态，平衡态的结果就是消亡。植被与昆虫系统的消失会影响到与其存在非线性相互作用的其他系统，从而产生多米诺效应，自然生态系统中的
25、子系统逐渐成为线性关系而进入平衡态，新的分支无法产生，因此，自然生态系统的不再进化与发展，而是趋向衰败与消亡。自然生态系统的平衡趋势与状态导致人类社会的衰败甚至灭亡。自然生态系统在外界干扰的情况下，呈现了繁荣与进化的另一面即衰败与消亡，生物多样性锐减、水土流失，子系统的稳定状态崩溃，子系统之间由非线性相互作用转变为线性关系，根据复杂系统的脆性理论，复杂的自然生态系统的子系统之间产生了脆性联系，在脆性源的崩溃下系统会发生脆性行为，从而对多个系统造成不可恢复的影响，进而导致整个系统的崩溃4。系统趋向衰亡是系统的一种平衡状态所导致内部熵的增加，因此，自然生态系统的平衡趋势与状态会阻碍自然与社会之间物
26、质与能量交换和流动，最终形成两个无法互补的孤立系统，两大系统都会趋向衰亡。3解决自然与社会互动障碍的路径自然与社会互动关系的障碍主要源于两个方面，其一是人类社会不合理的价值观及由此而引发的一系列实践失误。其二是自然地质运动而引发的生态破坏。要实现自然与社会顺畅互动解决互动关系中存在的障碍，一方面必须纠正人类对待自然的态度并限制人类的主体行为；另一方面还要对地质运动而带来的生态破坏进行生态恢复。无论是人类自己而引发的还是自然运动规律而形成的都需要人类来完成修复工作，这要求人类社会要主动承担起道德责任与义务。基于此，人类应建立面向自然的动态开放机制，纠正并限制自己的主体意识与行为是解决问题的关键。
27、“面向自然”是指人类社会将自己向自然开放，其开放的内容是输出与输入并存并保持总量上基本相等。输入是指从自然晃摄取社会存在需要的能源与原材料，输出是指社会向自然进行能源与原材料的直接补偿与间接补偿，输出与输入的物质与能量总量上保持基本对等a如人类生存需要砍伐一片森林为基础原料，那么就要在相邻区域种植同种类的树木为补偿，并且其种植的期限要做规划，以植物的生长周期为界限、适当替代所砍伐森林的生物生存环境为目标输出补偿。对不可再生资源进行输出补偿的可以选择间接补偿或替代方式，如社会从自然界中输入煤炭资源作为社会发展的能源，虽然不能在短期内向自然归还，但是可以通过间接补偿方式进行替代，其替代的方式或是大
28、量植树或是种植草场或是生态圈的保护等，这些工作的进行本着谁开发谁补偿的原则，而不能仅以公益的形式或某些群体的自觉。总之，工业文明时期自然面向社会的单一输入方式应该被改变，社会面向自然的通道应该建立，输入与输出在总量上基本相当，这样才可能延缓由于自然界负熵流的单项输出而造成非线性相互作用的消失，也才可能避免脆弱生态的脆性激发而导致的生态失序。另一方面，亟待解决人类价值观的误区。“自以为是”“为所欲为”的传统对待自然的价值理念要被彻底纠正，“自然界，就它自身不是人的身体而言，是人的无机的身体”51而言，自然界并不是为了人类而存在的，他自身存在与繁衍的规律对人类活动进行了限制，对它的遵从是人类得以生
29、存的根本，因此，对它的维护与补偿并不是出于良心发现，而是对自身生命的尊重与维护。自然生态系统的稳定与繁荣是人类得以维续的依据，因此对自然的实践活动应发生变革，由传统的主体对客体的实践关系上升为主体与主体的交往关系，即在主体间的对话与交流中搭建双主体共同发展的平台和实现协同进化的路径。4结论耗散结构理论实现了生命世界与非生命世界运动规律的统一，其核心价值在找到了物质世界进化与发展的内在机理，表现在自然与社会的关系上，就是物质世界的统一性问题。自然与社会在本质上是统一的，统一的基础是完成自然与社会的良性的互动，即自然向社会注入负熵流，社会同样也要向自然注入基本等量的负熵流以抵消系统内部的熵增。自然
30、与社会两大系统要在全面开放的环境中、克服平衡状态、通过非线性相互作用实现两大系统的双向发展，其主要的困境是如何淡化人的绝对主体意识同时增强责任主体意识。实现自然与社会的良性互动要解决自然破坏性问题与人本身的问题，这无疑都要限定在人类社会的范畴内解决，归根结底还是人的问题。同参考文献：【1湛垦华，沈晓峰，等普利高津与耗散结构理论M】西安：陕西科学技术出版社，19982沈晓峰耗散结构理论中的哲学问题J】哲学研究，1982(1)：34423】刘文华耗散结构理论及其哲学意义J国内哲学动态，1986(3)：3l-354金鸿章，韦琦，郭健，等复杂系统的脆性理论及应用【M陕西：西北工业大学出版社，2010：105】德马克思1844年经济学哲学手稿M北京：人民出版社，2000：52-53(责任编辑：朱莉丽)214 万方数据