二、有序与无序的疑难

自然界的秩序究竟是怎样建立和发展的?是从无序向有序发展,还是从有序向无序退化?无序和有序是如何转化的?转化的规律和途径是什么?自然科学在回答这些问题时,受到了各种各样的挑战。

自然界中确实存在着从无序向有序、从低级秩序向高级秩序发展的趋向。例如,现代天文学认为,弥漫的星云可以发展为有序的星系。在天体演化的过程中,伴随着化学元素的演化。化学元素的演化也经历着从无序到有序的过程,在“大爆炸”的早期,半小时之内,先形成各种简单的化

学元素,主要是氢和氦。后来,星云变成了恒星;恒星形成以后,由于引力收缩使恒星的内部温度升高到 7×106K 时,氢聚变成氦。当这种聚变反应终止以后,恒星的引力收缩又占了优势,从而使恒星内部温度升高达 1

×108K 时,又发生了氦聚变成碳、氧等元素的核反应。氦聚变的核反应终止以后,引力收缩又占了优势,从而使恒星的中心温度再次升高。当温度达到 109K 时,就发生了“碳、氧燃烧”的核聚变反应。从而形成镁、硅、硫等更复杂有序的核。这样,化学元素就在恒星的中心由低级有序到高级有序,由简单到复杂发展起来了。化学元素是否总是这样无休止地从无序到有序、从简单到复杂的前进呢?幻想不断合成新元素的人们,希望是这样的,所以他们总是不遗余力地在大型现代化设备中,进行原子核的融合反应或转移反应,总希望得到更大的核。原子核的幻数理论也预言,在化学元素周期表第 114 号和 164 号位置上,可能存在着超重元素的“稳定岛”。但是,众多学者无数顽强地努力,都没有能合成或寻找到这种高度复杂有序的元素。这说明,化学元素无限地向着有序化和复杂化发展的观点,是难以成立的。究竟是为什么,科学上还难以回答。

说明世界是从无序向有序、由低级到高级无限发展的自然科学理论, 最典型的是生物进化论。早在 18 世纪布丰就提出来了。1809 年,拉马克又提出了比较系统的理论。1859 年,达尔文在《物种起源》中,比较详细和充分地阐明了进化论的系统观点,他用丰富的材料证明,生物的发展是从无序到有序,由低级单细胞生物向高度有序的人类进化的过程。后来, 有人把这种观点加以引伸和发挥,认为自然界总是从低级向高级无限地发展的。但是,如果自然界无限地从低级向高级,从简单到复杂发展,是不是迟早有一天发展出“上帝和诸神”来,发展出“全知全能”、“佛法无边”的东西来?显然单单采用进化论的思想是无法回答这些问题的。

热力学中,却提出了和进化论完全不同的观点。克劳修斯在 1850 年提出了热力学第二定律,即熵增加原理,熵增加的不可逆过程,是一个从有序到混乱的过程,也就是一个物质和能量从不均匀状态到均匀状态的过程,而这一过程是自动的和不可逆的。克劳修斯把他的热力学第二定律, 推广到了宇宙中去,他认为根据熵增加的原理,整个宇宙会自动地由有序变为无序,随着宇宙的熵趋于极大,太阳和其它恒星的燃料烧尽之后,宇宙万物就会达到热平衡,那时,现有有序的宇宙就会变为无序的宇宙,一切运动就会停止,一切都会死亡,这就到了世界的末日,这就是通常说的“热寂说”或“热死论”。这种观点,曾受到过软弱无力的批评,但没有被驳倒。

达尔文和克劳修斯从不同的两端,揭示了互相矛盾的世界变化的图景和趋势:对于认为世界的变化是从无序到有序,生物进化就是证明;对于认为世界的变化是从有序到无序,热力学第二定律就是证明。二者谁是谁非呢?科学上长期争论,得不到圆满的解决。恩格斯曾认为,恒星散失到宇宙中的热量会重新聚积起来,也就是认为现存的宇宙变为无序以后,还会变回来,那么怎样才能变回来呢?他说,“指明这一途径,将是以后自然科学的课题”。这个问题解决得怎么样了呢?回答是:不够理想。

近年来,比利时科学家普利高津,建立了耗散结构理论,西德物理学家哈肯创立了协同学。这两种理论,是统一进化论和热力学第二定律的最有希望的理论,目前也取得了一定的成功。耗散结构和协同学等非平衡系

统的自组织理论,研究了系统怎样从混沌无序的初态,向稳定有序的终态演化的过程和规律,并力图描述系统在临界点附近相变(质变)的条件和行为。这种理论指出:一个远离平衡态的开放系统,通过与外界交换物质与能量,从外界获得负熵流来抵消自身的熵产生,有可能在一定的条件下, 使系统从一种混沌无序的状态,发展成一种稳定有序的结构。这说明,即使是按着热力第二定律,整个宇宙有走向无序的倾向,而其中的一个部分, 却会发生相反的过程,即向着有序化复杂化发展。

现在,根据最新科学结论,可以初步地得出,混沌在一定的条件下会转化为有序,有序在一定的条件下又会归于混沌,但是,具体自然过程的具体条件是什么?转化的过程如何?有没有普遍的模式和最基本的条件? 对这些问题科学上尚难以定论。