论再造有序之源，本文主要内容关键词为：之源论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
摘 要：由热力学第二定律推广而得的热寂说认为随着熵的不断增长，世界的演化只能是从有序变为无序，有序只会被消耗而决不可能再被产生出来。要说明世界并不只是单纯地向着衰亡而退化，要说明世界是由退化，进化的对立统一运动展开其生动丰富的辩证发展过程，就必须揭示出宇宙中有序重新再造的机制。现有的耗散结构理论仍然认为系统内部过程不可能产生有序，系统有序的增长只能来源于外界有序的转移——负熵流。一种新的系统演化学说——信息进化论——则从系统内部微弱的有序与强大的无序的相互作用这一有序生成、演化的机制论证了有序的再造。
关键词：熵 有序 无序 信息
灰烬中飞出火凤凰决不是神话，衰亡、消灭的世界，还可以重生再造。马克思主义哲学辩证发展观（以下简称辩证发展观）认为自然界是在永恒的流动循环中，在永恒的产生、消灭中运动着的。〔1〕
然而，以熵增原理无条件的普遍性为基础的演化观（以下简称熵增的演化观），却认为世界只是在退化、没落、衰亡着的，衡量复杂程度，发展程度的有序只会被消耗、被消灭，而决不会再产生。〔2〕
按照发展程度以有序来衡量的观念〔3〕，世界的再造， 便归结为有序的再造，于是，两种演化发展观争论的焦点集中于有序能否再造，有序如何再造——这一问题的探索和解决，将使我们从辩证发展观的高度并在当代科学材料的基础上，更加深刻地理解自然界的辩证发展。
一、关于有序之源讨论的困惑
当代若干“自组织理论”，虽然在努力说明自然界中存在从无序向有序演化的系统，但仍然只是从有序的转移，而不是从有序的产生解释从无序到有序的转变。因此它们并没有真正解决有序源泉的问题。
如普利高津耗散结构理论〔4〕虽然提出“非平衡是有序之源”， 但仍然是将非平衡作为现存的有序，因它向系统的转移使得系统变为有序，而没有明确它究竟有没有产生除自己之外的新的有序。这样，上述“有序之源”就仍然是“流”，而不是真正的“源”。理应成为辩证发展观中积极向上力量的体现者——有序之源——并没有真正被揭示出来。
耗散结构理论认为系统熵变化ds为：
dS＝deS+diS,diS≥0〔5〕
式中diS为系统内部熵变化，deS为外界进入系统的熵流。根据熵增原理deS≥0，但若deS＜0（称此deS“负熵流”）则有可能使dS＜0，即使系统从无序向有序进化。按这一思路，所谓“自组织系统”的有序增长，即熵减少，完全依赖作为外部有序转移的负熵流，内部过程却只能消耗而不能产生有序。如比，“自组织”便徒有虚名，而成为“被组织”。
在信息论中，信息标志着有序，它被认为是可以消除无序，使熵减少的因素。但信息作为存在的有序，似乎也不能产生新的有序：信息可从外界进入系统从而消除系统一定的无序，但这仍然只是现成的有序的转移，而不是有序的产生。实际上信息在贮存、传播、运动过程中每时每刻都会随自己所具有的物质能量的耗散而发生熵增——通过有序衰减所表现的熵增。因此存在的信息仍然只是有序，而非有序之源。
现存的无序，因熵增变为更加无序；现存的有序，因熵增而走向无序。虽然有序的转移有可能使局部的有序暂时地增长，但由于并没有发现能够创生有序的源泉，因而从全局看演化的主流只好仍归熵增一种趋势。
从存在的无序与存在的有序中，我们都找不到有序之源，找不到再造有序的任何希望。
二、存在的有序与演化的有序
人们之所以难以发现有序之源，难以找到再造有序的希望，完全是由于机械论观念的羁绊。
即使熵增是普遍的，演化使无序、使熵随时间不断增加，那么过去的熵一定比现在的熵低，演化的开始一定是一个低熵的有序状态。然而熵增的演化观却把初始的有序状态当作既存的事实，却没有去探究初始有序状态之前的演化，更不愿意承认初始有序状态有一个生成的过程（有序的生成恰好违反熵增法则）。熵增的演化观，当它否定与时间无关的存在，承认世界的演化（尽管演化的内容是无序的增长——熵增）时，它是反机械论观念的；当它把有序当成既成的存在，否认有序有一个生成的演化过程时，它又回到了机械论，因而它仍然是一种机械论演化观。
其实，充分认识有序生成的演化过程，也就解开了有序再造之谜——再造，只不过是当初有序生成的再现。为此，必须把辩证发展观的演化观念坚持到底，将目光从存在的有序转向演化的有序（本文演化的有序指有序生成过程中演化的有序）。
存在的有序，是演化的有序演化的结果，它是有序的充分表现，但却因潜在的能力已充分表现而基本上不再具有进化的能力。
演化的有序，是生成存在的有序的萌芽，它最初因十分弱小而基本上不能表现出有序，但却因将演化生成为存在的、充分的有序而具有强大的潜在能力和进化活力。
例如，成长的生物体是上一代遗传基因演化的结果和充分表现，但生物体是一旦充分成熟，也就达到了从生长到衰亡的转折点。开始的遗传基因虽因太弱小而基本上不能表现生物体的特征，但却因它将可以演化为生物体而具有强大的潜力和进化活力。
又如物理学中存在的有序，如贝纳特对流〔6〕，激光， 一旦它们形成之后便得到充分表现，但也基本上不再具有继续进化的活力——随着物质能量耗散它们将走向无序。而生成贝纳德对流的初始涨落、生成激光的初始辐射，虽然不能现现出明显的有序，却因将演化生成明显的有序而具有强大的潜力与进化活力。
事实上很少有纯粹的“存在的有序”，即是存在的有序往往也仍然在演化着。有时在某一层次看来有序已完全形成和充分表现，却又会在其他层次上生成、演化、展开其潜力与活力。
“演化的有序”则并不是一个状态，而是一个过程。在这个过程中它所表现的有序是变化的。它最初只是一种拥有物质能量十分微弱的潜在信息，它具有一定的潜在能力，随着它所拥有的物质能量的增加（称为信息强度的增加〔7〕）它所表现的有序会从无到有， 从小到大（我们称之为信息效应规律〔8〕）。例如生命遗传基因信息、 收音机天线接收的电台信息、科学技术信息乃至社会文化信息，都因其拥有的物质能量的增强而使各自表现的有序效果从无到有，从小到大。
由此可见：在演化的有序中，潜在信息并不简单等同于有序（指明显的、充分表现的有序）。潜在信息在它未借助物质能量而增强时不能表现出有序；但它却具有产生有序之能力〔9〕， 因为当它借物质能量而增强时所表现的有序就会从零开始增长，直至能力完全发挥（即全部信息量充分表现，或者说表现的有序等于信息量）。演化的有序生成有序的过程，就是潜在信息表现“产生有序之能力”的过程。通常信息论中的信息，之所以不具备产生有序之能力，就因为它们是既成的、存在的有序。而潜在信息之所以具有产生有序之能力，也正是由于它属于演化的有序，它凭借其信息强度从弱到强的演化产生有序，使有序增长。
三、微弱的有序与强大的无序
有序演化、生成的思路可以概括如下：
产生有序之源，是缺乏物质能量的潜在信息——它是一种微弱的有序；产生有序之条件，是借以增强微弱信息的物质能量——它一般是缺乏信息、较为无序的物质能量，可看作是一种强大的无序。产生有序的演化过程，便是作为产生有序能力的微弱的有序与作为产生有序条件的强大的无序相互作用的过程，微弱的有序因为太微弱而不能表现为有序，强大的无序因缺乏信息而只能表现为无序，二者通过相互作用而结合，就会使微弱的有序转变为强大的有序，产生二者原先都不具备的东西——明显的有序。这就是有序产生的全部秘密。〔10〕
生命信息吸取环境中较为无序的物质能量而成为生物个体；激光初始振动吸取无序的泵浦光能而转变为强大的激光；星云物质中的密度涨落，吸取机械平衡态与热平衡态中无序的物质微粒的动能势能而被放大为物质能量密度高度集中的星球；劳动者头脑中的科学技术信息，与生活资料生产资料这些较为无序的物质能量结合而形成强大而又高度有序的产品……所有这些自然界、技术领域、社会领域中重要的有序生成的过程，无一不是上述微弱的有序与强大的无序结合产生有序的机制的表现。多种系统自组织理论的实质也都是微弱的有序与强大的无序结合产生有序。如“耗散结构理论”的涨落（微弱的有序）放大（与强大的无序结合）产生有序，“协同学”的各子系统协同产生有序（协同即微弱信息放大过程），“超循环理论”的选择复制（复制即所选择的初始信息的放大）。然而因为它们未能象辩证发展观那样高度重视事物演化之初的潜在形态，未能深刻认识到微弱的有序在有序演化、生成中的决定性作用，而将注意力更多给与了作为条件的物质能量，导致了“自组织系统仅仅依靠外界负熵流而实现从无序变为有序”这一机械论观念。
当然，强大的无序也是一种具有相对意义的描述，只是指它比较的无序，也就是说它实际上往往仍具有一定的有序。在微弱的有序与强大的无序相结合时，后者多少敢贡献了一部分有序，致使有些人始终认为最后增长的有序，只是原先存在的有序的转移，而不是有序的产生。如有人认为：生物的有序来自环境有序的转移；劳动产品的有序，来自能源、材料有序的转移；人的大脑创造性思维的生物电流的有序，来自于食物能量中有序的转移。因而没有什么有序被产生出来。这种认识的错误在于他们没有看到：在不考虑损耗的情形下环境中被有效利用的有序全部转移到生物体中，材料能源被有效利用的那部分有序全部转移到产品之中，食物中被脑有效利用的那部分生物能的有序全部转移到脑电流之中；但生物体必然比环境增加了由基因信息提供的新的有序，产品必然比材料能源等原料增加了由科技信息提供的丰富的新的有序，脑电流也必然比食物的生物能增加了由大脑中贮存变换的信息提供的丰富的新的有序，尽管这类有序的增长与转移的有序不是同一层次的，新产生的有序是高层次有序；但增长后的有序（产生及转移的有序的总和），毕竟超过转移的有序（被转移的有序属于原先低层次上有序高层次上较为无序的物质能量），有序的产生是无法抹煞的。按机械论观念思维，则必定只能看到热力学、力学层次的有序，而无视高层上的有序；必定至多只承认密度涨落被引力放大而产生热力学、力学层次有序这一特例（认为自然界唯一的组织因素是万有引力），而否认发生在高层次上的有序产生过程，如生态进化、生产发展、文化繁盛等。
四、产生的有序与消耗的有序
对有序产生发生怀疑的又一重要原因是有序产生和熵增——有序消耗两种过程往往是同时发生的。不仅在有序产生之中存在熵增，当有序产生之后，这生成的有序随后也还要被消耗掉。人们常常因熵增的结果蒙蔽了观察过程中有序产生的视线。事实上在有序演化、生成过程中，参与产生有序的各种成分都不可能全部有效利用，都必定会因多种损耗而发生熵增。例如生物在利用营养物质时，大部分都以废物废热的形式损耗掉了，有效利用的仅是一小部分。然而，即使生物损耗了再多的营养物质，即使损耗的物质能量数量远远超过它所形成的生命物质与生物能，也不能抹煞生物产生有序的作用。就好比一位劳动者即使消费超过了他的劳动收入，也不能抹煞创造过财富这一事实。
辩证发展观认为任何有序的消耗都不能抵销有序的产生，辩证发展观善于在两种因素对立统一中考察每一种因素的作用；而机械论的观念，却往往习惯于只看到事物的一面，看不到无论两种因素最后谁成为主要方面，都是两种因素对立统一运动的结果，而决不是一种因素简单增长的结果。
五、信息有序化原理与熵增原理
作为产生有序之能力的微弱的有序拥有的物质能量微小，它基本上就只是信息，因此，我们又将微弱的有序与强大的无序结合而产生有序的原理称为信息有序化原理。信息有序化原理与熵增原理似乎完全是不相容的。熵增原理普遍性的观念是承认信息有序化过程的重要障碍——熵增加的普遍性当然不容许熵减少的内部过程存在。
实际上信息有序化原理与熵增原理完全可以同时并存。按照辩证发展观，这两条原理之间的关系应作如下理解：
一方面，熵增原理确实具有一定的普遍性，因为它所反映的物质能量耗散所引起的熵增过程、趋势是普遍存在的。但另一方面，熵增原理所反映的并不是演化的全部，而只是演化的一个侧面；另一个侧面，就是信息有序化原理所描述的过程、趋势。两种对立统一的过程、趋势，共同形成了生动丰富的演化发展。
因此，信息有序化原理并不是否定，而只是补充了熵增原理；只是指出了熵增原理并不适用于全部演化过程，而只适用于描述物质能量耗散过程——熵增原理在它适用的范围中仍是普遍正确的，即使在产生有序的过程中，其中物质能量的耗散仍遵守着熵增原理。
六、信息的守恒和有序的发展
恩格斯曾经论述过自然界的任何属性、运动转化能力都是自然界“本来具有的”〔11〕，并且“永远不会丧失”〔11〕。信息，以及物质、能量的守恒性就都应从恩格斯所论述的角度去理解。然而，此种守恒性并不是机械的、僵死的守恒，而是转化中的守恒，它同演化发展是一致的。
一方面，作为自然界产生有序之固有能力的信息是守恒的：
自然界固有的信息最初存在于物质、能量微小的不均衡分布这一类涨落之中（物理学中的涨落不可避免的理论证明这类涨落是本来就有的）。比较复杂和较高层次的信息，明显的有序，都由潜在的涨落信息而形成。当强信息、明显的有序因物质能量耗散而衰减之时，残余的微弱信息又会作为潜在信息回到涨落之中，使自然界固有的产生有序之能力不会被消灭。
另一方面，正因为信息这一自然界固有能力的守恒，使用、发挥此种能力造成的有序效果就不是守恒的，而是不断增长、发展的。自然界使用发挥信息能力的途径有以下三个方面：
首先，随着信息这一能力的表现，随着信息不断组织更多的物质能量变为更加强大的有序，有序便充分展开、进化、发展。
第二，信息不仅存在与物质能量的相互作用，还存在信息的汇合、密集，并在此基础上发生各种不同的信息相点迭加、变换等相互作用，创生出较复杂、较高层次的新的信息。可见，信息通过演化不仅可以表现它的能力，还可以发展它的能力——所发展的新的信息仍是以自然界固有的信息作为“原材料”组合而成的，从这些信息“原材料”看，自然界固有的信息能力仍是守恒的。生物新物种的形成、人类新思想的产生，就都是信息能力发展的典型例证，但所产生的新信息的“素材”仍是以前存在的信息“原材料”。在信息能力发展、新信息产生的基础上，由经过发展的能力所表现、展开的有序将更加生动、丰富。
第三，在信息有序化与熵增对立统一运动所组成的演化中，有序不断产生、消灭、信息不断产生、表现和衰减，使自然界永远处于大大小小的成长与衰亡、产生与消灭的循环之中。由于衰亡的有序、衰减的信息仍然会以潜在信息形式回到涨落之中，因此自然界不仅在循环中保持着固有的产生有序之能力，而且还积累着以前演化中所产生和展开过的新的信息能力，使以后的演化具有更高的起点。事实上新的信息能力的积累，不仅存在于演化中的混沌态（包含丰富潜在信息的无序状态）的涨落信息中；而且存在于演化中的明显有序状态所表现的信息中（积累的信息能力作为“原材料”出现在表现的信息中）。生物在老一代死亡新一代出生成长的循环中积累变异不断进化，人类在个人的生死交替中积累文明信息使社会不断进步，就都是信息能力积累的生动实例。上述信息能力的积累也是既存在于生物、社会的涨落信息之中，又存在于明显表现的生物、社会信息之中的。
熵增使有序衰亡消灭，信息能力的发挥又使有序产生、再造。有序的世界因失去有序而潜伏于混沌之中，又因有序的产生而从混沌中重新创造出来，如此循环不已，永远不会有终结之日；每一次循环都会较上一次循环有所前进。这就是我们现在所认识到的整个自然界的辩证发展，此种认识也正是恩格斯对宇宙演化所持的主要观点〔11〕。其基本根据，就建立在再造有序之源——信息——作为自然界固有能力的守恒性，以及这种能力的表现、发展、积累的基础之上。
注释：
〔1〕恩格斯：《自然辩证法》，人民出版社，1971年版，第16 页。
〔2〕克劳修斯：《关于机械的热理论的第二定律》，王竹溪译， 《自然科学争鸣》1975年第1期。
〔3〕舒炜光主编：《自然辩证法原理》，吉林人民出版社， 1984年版，第359页。
〔4〕湛垦华、沈小峰等编：《普利高津与耗散结构理论》， 陕西科学技术出版社，1982年版。
〔5〕同〔4〕，第148页。
〔6〕同〔4〕，第22页。
〔7〕沈骊天：《系统信息控制科学原理》， 南京大学出版社， 1987年版，1988年和二次印刷，第67页。
〔8〕同〔7〕，第172页至第174页。
〔9〕尼科里斯等：《探索复杂性》，四川教育出版社，1986 睥版，第43页。
〔10〕沈骊天：《微弱的有序与强大的无序》，刊于《中国社会科学》1995年第5期
〔11〕同〔1〕，第2页至第24页。