【正見網2010年02月14日】
四、耗散結構理論――對熱力學第二定律的拯救
人們對熱力學第二定律所揭示的「熱寂」宇宙的困惑在100多年以後才找到了解救之道，這就是建立在非平衡熱力學之上的耗散結構理論。
耗散結構理論是本文兩大主角中第一個出場的主角（水結晶實驗是另一個主角）。耗散結構理論是諾貝爾獎得主、比利時科學家普利高津在20世紀60-70年代創立的。與牛頓宇宙論和熱力學定律所假設的封閉線性機械系統不同，耗散結構理論是以開放的複雜系統的形成機制為研究對像。耗散系統或者耗散結構是指處在遠離平衡態的複雜系統在外界能量流或物質流的維持下通過自組織形成的一種新的有序結構。在這裡，「耗散」指的是系統與外界有能量和物質交流這一特性。
「耗散結構理論可概括為：一個遠離平衡態的非線性的開放系統（不管是物理的、化學的、生物的乃至社會的、經濟的系統）通過不斷地與外界交換物質和能量，在系統內部某個參量的變化達到一定的閾值時，通過漲落，系統可能發生突變即非平衡相變，由原來的混沌無序狀態轉變為一種在時間上、空間上或功能上的有序狀態。這種在遠離平衡的非線性區形成的新的穩定的宏觀有序結構，由於需要不斷與外界交換物質或能量才能維持，因此稱之為「耗散結構」(dissipative structure)。」
耗散結構理論是被實證科學主流所認可和歡迎的，耗散結構理論提出後，在自然科學和社會科學的很多領域如物理學、天文學、生物學、經濟學、哲學等都產生了巨大影響。然而，耗散結構理論是被許多人用來歡呼和歡迎的，而並不是作為嚴謹的學術理論來研究和使用的。這些歡呼的人群似乎被熱力學第二定律壓抑了百年，終於看到了救星與「生的希望」，所以沒有人象責難克勞修斯那樣對待普利高津，因為普利高津帶來的是好消息（good news）。這讓我忍不住的感嘆，那些不是真正意義上科學家的人們似乎也很勢利，特別是那些沒有真正科學精神的人們，或者是那些打著科學幌子的科痞們。當克勞修斯帶來壞消息的時候――帶來「滅的宿命」的時候，人們悲痛欲絕，恨不能將其打倒踢翻；當普利高津帶來好消息的時候――帶來「生的希望」的時候，人們變得歡欣鼓舞、熱血沸騰。
耗散結構理論提出之初就被應用到人體和生命領域的研究，隨後廣泛應用到其它領域，包括社會經濟領域等的人類社會系統。但是以照貓畫虎、不倫不類的為多。很多都是從現象層面去套用這一理論，而並非理解這一理論的實質和真正機制，特別是那些缺乏自己理論體系的領域，例如中國國內的社會科學界、經濟領域、企業管理等領域尤甚。
客觀的講，耗散結構理論是人類認知的一大飛躍，但是我們這裡絕不是把它當作救命稻草，或者是好消息（good news）而歡呼的。它在很大程度上突破了牛頓宇宙論的認知，真正觸及到了過程的意義、時間的意義和生命的意義，觸及到了「生」的機制。特別是耗散結構理論對有機系統、生命系統、對研究人類各種組織結構的形成和機制有著重要的理論意義和認知意義。如果說牛頓的宇宙論是一個沒有「生」也沒有「滅」的機械過程的話，那麼熱力學第二定律所揭示的就是一個「滅」的過程，在那裡時間有了真正的意義，它只指向一個方向，它是不可逆的過程，機械系統在「時間之矢」的作用下將不斷的喪失它的有效能量，直到最後一滴有效能量耗盡的時候而變成一種「熱寂」。而耗散結構理論所揭示的不僅是「生」的過程，它使我們可以開始洞見一個真正過程機制的全部過程，從「生」到「成」到「滅」的全過程；而且耗散結構理論是進入到一個機體或結構體的內部機制去研究，是關於「生」的機制，也包括「成」的機制，即一個「結構體」的生成或形成的條件和機制的內部動力的研究。如果說熱力學第二定律所揭示的還是一個機械系統的規律的話，那麼耗散結構理論所揭示的這個複雜「結構體」的「生成條件」，就是將人類的認知引導到了具有「生命屬性」的「結構體」的機制上來。在這個意義上，普利高津從新打開了人類認知生命系統、認知社會系統、認知經濟系統、認知人文系統等等人類自身系統的大門，而不再局限在純機械系統、純物質世界系統的認知之中。
另外，耗散結構理論不僅在人類認知的內容上有重要的突破，並且在認識的方法論上也具有突破意義。我們知道，牛頓所開創的分析問題的方法是一種不斷的「分解」的方法，這種方法300年來一直主導著科學研究。記得《大趨勢》的作者奈斯比特對現代科學曾經有過這樣一個描述：「對越來越少的東西知道得越來越多」。這就是西方實證科學所走的「專業知識」的道路，在專業越分越細的同時，某一種專業的知識面也變的越來越窄，也就是越來越只見樹木而不見森林，越來越不識廬山真面目了。正如托夫勒為《從混沌到有序》一書的前言中精闢的寫到：「在當代西方文明中得到最高發展的技巧之一就是拆零，即把問題分解成儘可能細小的部分。我們非常擅長此技，以至我們竟時常忘記把這些細部重新裝到一起。」
我們知道，進入20世紀中期以後，西方文明從新開始了對「系統的認知」，出現了象系統論、系統動力學等許多嘗試。而耗散結構理論也是這種「系統的認知」中的一部分。普利高津的耗散結構理論在認知方法論上的重要貢獻就像托夫勒所說的那樣：「他花費了他一生的大部分時間，試圖去「把這些細部重新裝到一起」，這裡具體地說，就是把生物學和物理學重新裝到一起，把必然性和偶然性重新裝到一起，把自然科學和人文科學重新裝到一起。」
這方面，耗散結構理論雖然是人類認知和認知方法論的突破，但是普利高津在認識上仍然有很大的局限性，象所有實證科學家一樣，他也同樣遭遇到了實證科學的瓶頸與人類認知的極限，他還沒有能夠認識到事物與結構體形成機制的真正本質。因為如果再往前走一步，耗散結構理論就必須徹底突破實證科學的框框和假設，因為當你開始觸摸到生命體和生命現象的時候，你就必須徹底改變那種「唯物」的思維，因為生命的根本屬性不是物質，而是精神，或者說是物質與精神的一致性。那麼，再突破下去，就不僅僅是「把生物學和物理學重新裝到一起，把必然性和偶然性重新裝到一起，把自然科學和人文科學重新裝到一起」，而是需要我們把物質與精神的割裂、人與神的割裂從新聯繫到一起。
要真正理解和正確評價耗散結構理論，我們需要了解和理解幾個關鍵的概念，例如，遠離平衡、非線性、開放系統、漲落、閾值、突變、相變、自組織、分叉等等。國人許多對耗散結構理論的膚淺理解或錯誤認識往往就是根本還沒有搞明白這些基礎概念，就開始運用或者借用這一理論去談論在邏輯上風馬牛不相及的事情。接下來，我想從幾個重要概念來談一談耗散結構理論在理論上、在方法論上存在的一些關鍵問題和局限，因為這會對認知「生」的機制非常重要。
首先，耗散結構理論發現了在遠離平衡的區域可以「產生」新的結構體的機制，但卻沒有能夠真正回答為甚麼會在遠離平衡的區域「產生」新的結構體的問題。為甚麼在邊緣區域可以「產生」耗散結構？另外，是不是只有耗散結構這樣一種產生結構和秩序的機制？如果不是，那麼這多種產生結構的機制之間會有什麼關係呢？
第二，耗散結構理論所說的「耗散」指的是系統與外部環境有某種能量的交換，但是對這種能量有什麼樣的屬性卻沒有回答。另外，一個「自組織」結構除了能量交換以外就真的與外界再沒有什麼別的關係了嗎？或者是有，只是我們還沒有發現這個能量交換背後的那個東西或「目地」是什麼而已。
第三，回到熵的概念，耗散結構是通過不斷的向系統內注入「負熵流」來維持的，那麼「負熵」到底是什麼耗散結構理論並沒有給出答案。有人說「負熵」就是有效能量，這等於還是沒有回答本質問題，只不過是用一個沒有答案的問題去回答另一個沒有答案的問題，實際上等於回到了前一個問題，這個能量的本質到底是什麼？比如物理學只有「有效能量」和「無效能量」的區分，卻不會有「好能量」或「壞能量」的區分。
第四，耗散結構的所謂的微觀解釋真的微觀嗎？其實它並沒有突破物質空間的局限，沒有突破物質的表層空間屬性，並沒有能夠進入真正的高層空間，所以耗散結構的微觀解釋仍然是一種表象的解釋，所以它不能看到能量背後的東西，也就只好把新的組織結構當作是無源的「自組織」了。另外，耗散結構理論沒有好壞能量之分的認識，所以也就認識不到能量背後的目地或意識。因為這個局限，所以我們在耗散結構理論中還是可以隱約感到達爾文主義的痕跡，把結構的產生或演化歸於自然的結果而不是某種意志的創造。
第五，是關於對開放系統的認識。這種開放是在同一個物質空間、物質層次上的開放，即同層內的系統開放，還是跨越不同物質層次或者空間層次之間的跨層系統開放？由於耗散結構理論的認識仍然是停留在物質的表層空間，所以它看不到這些跨層次之間的物質與能量交換，看不見來源於高能量層次的真正的微觀物質，更看不到非物質的能量形式的交換，也就看不見那些帶有意識與精神的東西的本質。因此在這方面耗散結構理論所揭示的仍然是一種必要條件，而不是充分條件，它還是沒有能夠觸及到真正的本質。
第六，由於前面所列舉的這些原因，耗散結構理論對非線性的認識也還停留在物質表層，停留在表象規律上，而缺乏對非線性機制的本質認識，因為它缺乏對非物質性力量和要素的認知。
耗散結構理論實際上只看到了「生」的物質層面的機制，包括其「微觀」解釋，但是物質層面的機制並不是「生」的機制的全部，甚至不是「生」的機制的本質，或者僅僅是「生」的機制在物質層面的一種表象而已。其實，以上所有這些關於耗散結構理論的問題全部都是相關聯的，一旦我們突破物質表層空間的認識局限，一旦能夠觸摸到精神存在的能量屬性，那麼我們的認知就會全部突破，達到一種全新的認知。這就是我們要在「水結晶實驗」的分析中要給大家所揭示的。
（待續）
