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热运动与自组织的本质——时空统计热力学

时间:2015-05-18  作者:宋太伟
  右图同时示意多层次自组织空间结构整体协调变化中的自洽关系。层次尺度越大,变化越慢,相对越稳定。变化速度随层次尺度增大数量级级别递减。这种多层次之间自洽变化关系,决定了结构层次及同层次中不同结构组织的空间比例关系及疏密关系,也决定了生命体空间组织结构极限。这是时空一体化的具体体现。

高级动物将吸收外界物质能量与自身结构组织的生长,完全分离为两种独立的过程,而且不再直接吸光热,而是直接食用低等生物并将其消化为生物大分子与生物小分子,用于构建生长自身的组织结构。动物的自组织行为,完全超越热力学的范畴。高级生命体内部多层次组织结构的有序协调生长变化,包含自我管理意识和自我控制意识等大脑智慧行为逻辑。高级生命体内单个组织器官生存环境,仍是在开放的流体介质渗透包围中,多个组织器官之间的协调指挥,由独立存在的神经系统完成。

3.4.3.2 大脑神经系统与自我组织行为意识

到目前为止,人类对自身的大脑神经系统奥妙的了解程度,仍然属于知之皮毛。在细胞组织层面,人体一生最稳定的生命组织单元,只有两种微小器官与结构:一个是染色体(DNA),另一个是神经细胞。这两者对人类来讲都是稳定发展、传承进化的关键所在。

神经细胞的分裂繁衍或死亡,记忆会消失,控制程序也会混乱。因此,对人类来讲,健康的大脑与神经系统,最重要。主观意识、思维行为,是人类区别于其它生物体的根本所在。(灵魂是精神的东西,可以脱离躯体而传播,以有无灵魂来区别人类与其它动植物,不严谨)。

生命体内部的各类组织结构,是真实的物质存在;同样,各类组织结构所包含的物质属性、排列组合、相互关系等信息,也是客观存在,是物质的。意识是对信息的感知、反应、记忆、分析思考、反馈指令等,是大脑神经系统的行为与变化,也是客观的,是真实物质运动变化的表象。(这正是哲学意义上精神与物质关系论断的逻辑基础)。

高级生命体个体内部各类组织结构子系统之间的相互关系、协调组织、分工管理,都属于意识的范畴,显然都是大脑神经系统的功能。

高级生命体集群,主要是人类社会,是更大层次的自组织体系。这种宏观社会层次的自组织,完全由人的大脑神经意识所主导。人类社会作为一个完备集合,不仅仅包含人自身及其内部的物质组织结构系统,还包含家庭、亲属、社会组织、种族、地区国家等关系属性与历史背景及文化素养、人生经历、信仰、追求等等意识形态内涵。所以说,人类群体与社会的自组织行为,更多的表现在以人类大脑神经思维意识主导的意识形态方面,与时空结构自组织的结果或内容不同。这也正是人类与其他动物的根本区别。

当然,对人类社会这一大集群来讲,统计逻辑仍然适用。再聪明的大脑神经系统指挥管理的社会群体自组织行为,也受整个社会统计关联逻辑约束。以最为直观的社会自组织行为,城市规划与建设为例,每个城市及其每栋建筑、每条街道等等都是规划师、设计师、建造师们经过充分论证、精心设计与建造出来的,每个个体都有其充足的呈现现状的主观逻辑,但过后整体上看,不论是陆地上城市的分布,还是单个城市的布局,以及街道的走向和建筑结构风格等等,都是随机的、存在统计关联的,即呈现自相似分形形态。

大脑神经系统的思维意识,在个人与团体不断自觉学习、自我完善中发展变化,形成人类独有的社会意识形态生态,这是建立在真实物质世界之上的一种“无形的”更高级的时空关系变化形式。

3.4.3.3 人类社会进程与地球生态

(此节讨论的问题,远离了时空结构几何与统计逻辑。想收笔却欲罢不能,性格使然。总是觉得大智慧是唯一的,所有学问上升到最高层,是最简单的也是相通的,要讲就讲透。)

人类的进化,经历了千百万年。生命生生不息的繁衍传承,是文明进化的基础。进化是指后代相比前代的文明进步,当然包括身体结构形态与精神意识形态两个方面,这均要以前辈为基础。前文已经讲过,细胞分裂繁衍模式,是形成复杂生命体组织结构整体有序协调生长变化、不断实现新陈代谢的唯一稳定可靠模式,既保证了生命体不断新陈代谢,又保证了生命体个体主要属性特征信息载体染色体(DNA)等的完全复制与传承及细胞组织功能稳定性。细胞分裂,指有丝分裂(间接分裂)和减数分裂。后者为有性生殖生命体产生生殖细胞的分裂形式,是双代间遗传信息的载体;前者为一般正常体细胞的分裂形式,其同时传承单个生命体(包括细胞和细胞组织)成长过程的进化信息。

精神意识形态方面的传承,靠人的大脑神经系统来完成。主要形式包括记忆、记录、归档、学习、传授等,是体外传承形式,但人的精神意识肯定影响人体内组织细胞的生长繁殖,从而影响身体结构形态的进化。当然,大脑信息不能直接遗传,不同人的思想意识良莠不齐、记忆内容有好有坏,大脑信息直接遗传,社会就会混乱,就不可能生生不息延续千万年。这也正是大脑细胞寿命与人自身寿命相当的逻辑。

人工智能不是高等有机生命体,即使有自我学习功能,永远只是智慧人类的帮手。基因移植组合技术尤其是克隆技术的乱用,是对人类繁衍生存进化秩序逻辑的挑战,如果不是无知,可能就是恶魔。人类文明进程,最终会终止于自身的无度猖狂?人类对自身奥妙的了解,似乎仍然处于启蒙阶段。

地球自然界是一个完美的自组织生态系统,子系统之间相互关联接洽,形成地球生态有机循环。人类群体只是其中的一个子系统,近百年历史表明,还是极具破坏性的子系统。太阳恒久,地球永在,无限阳光照耀下的开放性的地球多层次生态系统,应该可以维持更长时间周期的稳定的自组织过程,各种层次尺度的无序子系统与自组织子系统同在,呈现多彩多姿、变幻无穷的地球生态世界。在地球生态中,人类是渺小的一族。再聪明的思维意识,用错了方向,扰乱了秩序,就会毁了自己。时间是建立新秩序的基因与动力,不可逆性的时间流逝,不断孕育不同的生命历程。

4.结束语

热力学是探索认识自然界物质运动变化规律的基础理论科学之一。本文以时空结构几何学与随机统计理论为基础,系统地分析论述了传统热力学相关概念与关系的时空本质,并在更普遍的时空统计逻辑上建立了相应的数学关系与方程。本文创建的完善的《时空统计热力学》理论体系,将热力学理论基础与适用范围提升到一个全新的高度。相信《时空统计热力学》必将象以往的基础理论变革一样,穿越时空,呈现其应该有的魅力与价值。

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