| 自组织结构是一种时空有序结构，一直处在不平衡的动态变化中，而且这种变化是不可逆的。系统不断吸收外界能量与物质，并不断生长、扩大并细化自身的有序结构。用拓扑语言来描述，即是系统有序空间结构形态集A在时间变换T作用下，不断强化自身的有序空间结构形态，变化为自身或自身的同类，用公式表示：
T A = c A ，c为常数（77）
或 T A = A'，A'为A的相似结构、同类（78）
生物体的生长发育，是典型的自组织过程，细胞分裂是主要形式，此时常数c = 2 。同时，生物体的整体形态，一直保持自相似。A'可以认为是A的放大形式。
自组织结构的时空有序，非宏观量子态，也不是均匀有序结构，是非孤立的多层次的共同协作变化的非均衡高位能有序态。宏观量子态是系统微观粒子的群体关联谐振态或同态，是微观同层次的均匀有序结构态，可以孤立稳定存在。自组织结构是多层次的协同有序结构，并存在有序结构势能梯度 ，有序结构势能 的空间分布也在变化，系统不可能孤立稳定存在，需要吸收外界能量物质来维持。自组织系统发育成长过程，内能在增加并有序分配，系统的子时空有序结构态集在增加，排列组合的高层次子时空有序结构态集也在增加，时空变化非简单的吸放光量子的同类时空结构形态的拓扑变换。自组织结构形态集的拓扑变换，非完全同类态之间的拓扑变换，能产生更多新的拓扑空间子集簇元素，系统对应的时空拓扑空间在变化。
自组织结构存在物理属性变化梯度，决定自组织空间结构有中心对称性取向，如平面类圆形、立体类球形，分层次组织结构内部细微空间结构肯定也存在类似的组织结构特征。如果外界环境的能量与物质供给呈空间均匀分布状态，自组织结构呈现，众多相似子自组织结构单元有序共存的、子自组织结构单元以中心对称为特征的周期性空间结构，典型的如生物体内的细胞及细胞组织、贝纳尔（H. Be′nard）对流图案、阳光下空气中的树木群或森林等等。如果外界环境的能量与物质供给呈现定点定域定向状态，自组织空间结构整体呈现单一不断自相似的放大状态，典型的如台风、单棵树等。
自组织结构的最本质特征是，从深层到表层的整体性多层次的有序协调变化。这决定了自组织结构的空间组织，包括点阵、线束、面膜结构、疏密形态、振动形态等，不是固定不变和近邻不变的，也可能没有固定位置与固定周期分布，以便于自组织结构的再扩大再组合再组织。因此，自组织系统内部的微观粒子单元以流体运动形态为主，参与线、面结构、疏密形态、振动形态等的形成生长与物质交换；线面结构的形成与装配，存在不同层次的模块化取向，以实现自组织过程的时效性、有序性。这正是生物体内的细胞及细胞组织的空间结构特点。大气生态下的所有有机物，均是碳氧氮水氢等地球绿色生态主要组成元素的不同层次模块化的有机排列组合合成体。
多层次的自组织结构，空间关联尺度从微观到宏观，最内层微观单元的运动变化与最外层宏观组织结构变化协调一致。外部层次宏观层次的组织结构变化相对越缓慢，稳定性趋强。微观层结构单元或多层次系统的最内层（或最精细层）的微观结构，是自组织结构与外界交换光热物质的主体，最活跃、平均能级最高。显然，结构复杂的自组织系统，如各类生物体，完全用传统的热力学或量子统计理论来分析解释，是不太合适的。
在时空结构几何中，一般自组织结构形态，为连续放大的相似空间结构形态集，反映自组织结构协调生长的特征。在三维立体空间，多层次复杂的自组织结构难以整体缩放改变，但在时空结构几何空间内，这种自相似性演变极为自然。不可逆的时间过程，“驱动”结构不可逆的各向同性的繁衍变化，实现时间价值的空间积累。这是时空拓扑关系的意义。
3.4.2 系统自组织的时空逻辑机理
非生命体系统的自组织，一般是环境条件变化引起。简单的自组织，多为此类；大气环境下受太阳光照射和水份滋润等作用自然发生的草木菌类生长，也属此类。生命体的自组织，本文主要指高级动物成长中的自组织，由内在因素决定。关于生命体的自组织特征，在3.4.3小节中专门论述。
3.4.2.1 系统自组织的内在时空逻辑关系
前面详细地论述了自组织的时空结构形态特征和能态关系特征。不断吸收外界能量物质，不可逆地形成非均衡的动态的有序高位势能结构，是自组织系统的基本特征。自组织结构一般产生在流体环境（或介质）中，存在物质、能量梯度，有序结构单元有中心对称取向，结构处在全时空标度的协调有序变化中。
自组织系统的质能守恒。假设外界环境对系统的做功W为零，自组织系统内能变化∆U，等于吸收外界热量∆Q和系统与外界交换物质所增加的内能（质量能，不包括吸热）∆M，则质能守恒关系（35）式变为：
∆U =∆M +∆Q （79）
当然质能守恒关系（35）或（79）均可以表示为质量守恒和能量守恒两个关系式。
时空结构几何和时空统计理论认为，时空有序结构是一种时空拓扑变换态，系统的自组织行为动因及自组织行为产生的具体有序结构形态，取决于系统本身遗传属性与系统初始的时空结构状态及环境条件变化。（系统本身的遗传属性，不在本小节的论述范围内。）
为了更清晰、简单地分析论述系统自组织的时空本质机理，下面将（79）式中∆M分为为零与不为零（大于零）两种情形。
1.系统不存在质量增加的自组织
系统与外界交换能量，但只净吸收外界环境热量，没有质量增加。
设想系统为盛在敞口容器内单态的由多种或单一物质微观粒子单元组成的均匀流体，或由气、液、松软固态（准流体）等多态组成的开放系统（比如，重力环境下，上部气体敞口开放，类似地球的大气层、水、陆地组合形态），通过光照或加热为系统提供热量。
需要指出，如果将不吸收外界环境质量物质的系统，完全封闭起来，作为均匀流体系统，对其加热可以是可逆的过程，系统持续吸热完全变为热内能，温度不断增加，这种状态下（不断吸热升温但非极端高温高压）系统不可能产生不可逆的有序自组织。系统开放的本质意义是空间开放，系统内部粒子单元尤其是开放界面附近的粒子单元，因此有更多机会脱离原有的时空结构关联，生成新的时空结构组织；开放性包括空间开放与运动自由即流动性两方面的意义。因此，系统能够自由地与外界环境交换物质、能量（即开放性），是在常态下产生自组织现象的必要条件。 25/30 首页 上一页 23 24 25 26 27 28 下一页 尾页 |
