在近代自然科學(xué)史上，矗立著三塊舉世矚目的豐碑：與科學(xué)巨人牛頓的名字聯(lián)系在一起的經(jīng)典力學(xué)；與現(xiàn)代物理學(xué)的奠基人愛因斯坦的名宇聯(lián)系在一起的 相對論；與玻爾、海森堡等人的名字聯(lián)系在一起的量子力學(xué)。幾十年來，全世界的科學(xué)家們在仰望科學(xué)的頂峰的同時．都在企盼著另一塊超越巨人的豐碑矗起……

公元１９７７年，當(dāng)被科學(xué)界譽為現(xiàn)代熱力學(xué)的奠基人、比利時布魯塞爾學(xué)派著名的統(tǒng)計物理學(xué)家普里高津，以其創(chuàng)立的耗散結(jié)構(gòu)理論把當(dāng)年的諾貝爾化學(xué)獎的桂 冠舉過頭頂?shù)臅r候，這一偉大的時刻終于到來了。人們清楚地知道：普里高津所創(chuàng)立的耗散結(jié)構(gòu)理論對于整個自然以至社會科學(xué)產(chǎn)生的劃時代的重大影響，遠遠超出 了一次諾貝爾獎的價值。

普里高津（I．Prigogine，1917~）于1969年在國際“理論物理與生物學(xué)會議”上發(fā)表了《結(jié)構(gòu)、耗散和生命》一文，提出了耗散結(jié)構(gòu)理論，把 理論熱力學(xué)的研究推向了當(dāng)代的最高峰。普里高津由于這一重大貢獻，榮獲1977年諾貝爾化學(xué)獎。這是普里高津?qū)W派20多年從事非平衡熱力學(xué)和非平衡統(tǒng)計物 理學(xué)研究的成果。

普里高津和他的同事在建立“耗散結(jié)構(gòu)”理論時準(zhǔn)確地抓住了如貝納爾流、B-Z化 學(xué)波和化學(xué)振蕩反應(yīng)以及生物學(xué)演化周期等自發(fā)出現(xiàn)有序結(jié)構(gòu)的本質(zhì)，使用了“自組織”的概念，并且用該概念描述了那些自發(fā)出現(xiàn)或形成有序結(jié)構(gòu)的過程，從而在 “存在”和“演化”的兩種科學(xué)之間，在兩種文化之間構(gòu)架了一座科學(xué)的橋梁。

　　普里高津在研究了大量系統(tǒng)的自組織過程以后，總結(jié)、歸納得出，系統(tǒng)形成有序結(jié)構(gòu)需要下列條件：
（1）系統(tǒng)必須開放。熱力學(xué)第二定律指出：孤立系統(tǒng)的熵不可能減少。對于一個孤立系統(tǒng)，無論其微觀機制如何，如果從宏觀上看，它可以被當(dāng)成是孤立系統(tǒng)， 則必然要達到平衡態(tài)。耗散結(jié)構(gòu)理論認為，對于孤立系統(tǒng)來說熵是增加的，總過程是從有序到無序；而對于開放系統(tǒng)來說，由于通過與外界交換物質(zhì)和能量，可以從 外界獲取負熵用來抵消自身熵的增加，從而使系統(tǒng)實現(xiàn)從無序到有序、從簡單到復(fù)雜的演化。

　　（2）遠離平衡態(tài)。遠離平衡態(tài)是系統(tǒng)出現(xiàn) 有序結(jié)構(gòu)的必要條件，也是對系統(tǒng)開放的進一步說明。開放系統(tǒng)在外界作用下離開平衡態(tài)，開放逐漸加大，外界對系統(tǒng)的影響逐漸變強，將系統(tǒng)逐漸從近平衡區(qū)推向 遠離平衡的非線性區(qū)，只有這時，才有可能形成有序結(jié)構(gòu)，否則即使開放，也無濟于事。

　?。?）非線性相互作用。組成系統(tǒng)的子系統(tǒng)之間存在著相互作用，一般來講，這些相互作用是非線性的，不滿足疊加原理。正因為這樣，由子系統(tǒng)形成系統(tǒng)時，會涌現(xiàn)出新的性質(zhì)。

（4）漲落。漲落是指對系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)的偏離，它是實際存在的一切系統(tǒng)的固有特征。系統(tǒng)內(nèi)部原因造成的漲落，稱為內(nèi)漲落；系統(tǒng)外部原因造成的漲落，稱為外 漲落。處于平衡態(tài)系統(tǒng)的隨機漲落，稱為微漲落；處于遠離平衡態(tài)的非平衡態(tài)系統(tǒng)的隨機漲落，稱為巨漲落。對于遠離平衡態(tài)的非平衡態(tài)系統(tǒng)，隨機的小漲落有可能 迅速放大，使系統(tǒng)由不穩(wěn)定狀態(tài)躍遷到一個新的有序狀態(tài)，從而形成耗散結(jié)構(gòu)。

一． 基本概念
　　
　　耗散結(jié)構(gòu)理論涉及到大量的基本概念，如果對這些概念沒有弄清楚，也很難理解耗散結(jié)構(gòu)理論的實質(zhì)。因此，我們先介紹一些基本概念。
　　1． 復(fù)雜系統(tǒng)
自從牛頓創(chuàng)立機械定律以來，人們都把單個個體或有限個體，如自由落體，有限個星球等作為研究對象。后來，通過把連續(xù)介質(zhì)，如，流體、固體等進行單元分 割，科學(xué)家們又成功地把牛頓力學(xué)應(yīng)用到連續(xù)介質(zhì)中。盡管牛頓力學(xué)可以擴展到無限的個體運動，但它的本質(zhì)是以有限個體，而每個個體是沒有生命力的簡單運動為 研究對象的科學(xué)，包括后來的愛因斯坦所研究的對象也是屬于簡單運動的范疇。
　　二十世紀中葉以后，人們開始關(guān)注復(fù)雜現(xiàn)象。在這樣的系統(tǒng)中，它首先有“非常非常多”的個體，而對每個個體已經(jīng)不再把它們看成是無生命力的了。它們之間的相互運動又構(gòu)成了復(fù)雜的整體運動。個體和整體之間出現(xiàn)了相互關(guān)聯(lián)的因果聯(lián)系。對于這樣的系統(tǒng)就是復(fù)雜系統(tǒng)。
　　對復(fù)雜運動的研究是二十世紀所開創(chuàng)的最偉大的科學(xué)活動之一。目前正是方興未艾之時，有著十分廣闊的前景。它是揭示，如生物進化、社會進化、宇宙進化和一系列化學(xué)、物理進化的強大的科學(xué)工具。
　　2． 孤立體系、封閉體系、開放體系
　　達爾文的偉大貢獻之一就是把生物種群的進化與環(huán)境關(guān)聯(lián)起來。熱力學(xué)也發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)內(nèi)部的運動與周圍環(huán)境存在非常密切的關(guān)系，這是熱力學(xué)與其它科學(xué)的獨到之處。熱力學(xué)用了一系列科學(xué)術(shù)語來描述系統(tǒng)與環(huán)境之間的關(guān)系：
　　A． 孤立體系：孤立體系是指系統(tǒng)與環(huán)境之間既沒有能量交換和質(zhì)量交換的系統(tǒng)；
　　B． 封閉體系：系統(tǒng)與環(huán)境之間只有能量交換，而沒有質(zhì)量交換的體系叫做封閉體系；
　　C． 開放體系：系統(tǒng)與環(huán)境之間既有能量交換又有質(zhì)量交換的體系叫做開放體系。
我們要指出的是，以上定義是在熱力學(xué)的范疇中來描述的。如果對于不同的研究對象和不同的時間范疇，以上定義是要做一些修正的。比如，人類歷史系統(tǒng)，如果 對整個人類和無限的歷史長河來說，我們是可以原用上述定義的。但如果我們僅僅針對一個國家，甚至團體在某一個歷史階段的演化，就必須對上述概念按照歷史運 動要素予以修正。本人在《馬克思社會經(jīng)濟形態(tài)學(xué)說與耗散結(jié)構(gòu)理論》一文中做過這方面的嘗試。
　　3． 平衡態(tài)、準(zhǔn)平衡態(tài)、近平衡態(tài)和遠平衡態(tài)
　　以上四個概念是描述系統(tǒng)內(nèi)部特征的熱力學(xué)術(shù)語。
　　A． 平衡態(tài)：平衡態(tài)是一個非常重要的概念，它是復(fù)雜系統(tǒng)運動的起點，也是經(jīng)典熱力學(xué)和耗散結(jié)構(gòu)理論在研究方法上的一個分水嶺。
平衡態(tài)是指系統(tǒng)內(nèi)部的每一點的任何宏觀參數(shù)，如溫度、壓力、密度等等都完全一致的狀態(tài)。很顯然，這樣的狀態(tài)在引力范圍內(nèi)是不存在的。因為即使沒有運動也 有引力的作用而使得系統(tǒng)內(nèi)部并不能完全保持一致。當(dāng)然，現(xiàn)代科學(xué)是可以人造這種狀態(tài)的，那就是在空間站上由于重力消失而出現(xiàn)平衡態(tài)。
　　在熱力學(xué)上，很多情況我們可以忽略重力的影響，如，當(dāng)高差不是太大的氣體，我們可以忽略重力的影響，當(dāng)其它參數(shù)都一致的情況下我們可以把它看成平衡態(tài)。平衡態(tài)的內(nèi)部除了熱運動（微觀運動）以外，其它一切宏觀運動全部停止。因此，它是一種“死”的狀態(tài)。
　　由于系統(tǒng)內(nèi)部與環(huán)境之間的作用，如果系統(tǒng)是一個開放系統(tǒng)，那么該系統(tǒng)一定不會成為平衡系統(tǒng)。因此，平衡態(tài)出現(xiàn)的一個充分條件是，它必須是一個孤立系統(tǒng)，這就把系統(tǒng)內(nèi)部的狀態(tài)與環(huán)境聯(lián)系了起來。
　　B． 準(zhǔn)平衡態(tài)
很顯然，平衡態(tài)是不會運動的。如果我們要把系統(tǒng)的每一點都作為我們的研究對象，熱力學(xué)的研究就非常復(fù)雜。因此，經(jīng)典熱力學(xué)又對平衡態(tài)進行了處理，即，假 定在環(huán)境的作用下，系統(tǒng)內(nèi)部是按“平均”水平而整體上升或下降的。比如，燒開水，真實的情況是，鍋內(nèi)的每一點的溫度都不一樣，但我們假定它內(nèi)部的溫度是 “平均”上升的，并且每一點的差別都可以忽略。對這樣的狀態(tài)我們稱之為“準(zhǔn)平衡態(tài)”。于是，我們的“熱靜力學(xué)”（Thermostatics，這是一個熱 力學(xué)家杜選的單詞，表示經(jīng)典的熱動力學(xué)應(yīng)當(dāng)稱為熱靜力學(xué)）就通過科學(xué)家的處理變?yōu)榱?#8220;熱動力學(xué)”（Thermodynamics）。之所以經(jīng)典熱力學(xué)能夠 在現(xiàn)代工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，準(zhǔn)平衡態(tài)的假設(shè)是一個十分巧妙的杠桿。
　　非常有意思的是，馬克思在研究人類歷史運動時，對人類歷史系統(tǒng)也做了類似的假設(shè)，詳細情況可以參閱本人的文章《馬克思社會經(jīng)濟形態(tài)學(xué)說與耗散結(jié)構(gòu)理論》。
　　C． 近平衡態(tài)
在開放度比較小的情況下，系統(tǒng)內(nèi)部的變化也是比較小的。那么什么叫“大”，什么叫“小”呢？科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)開放度比較小的時候，系統(tǒng)內(nèi)部的狀態(tài)變化是成 線性關(guān)系的，而且是穩(wěn)定的。如果開放度進一步加大，系統(tǒng)就會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定，最后出現(xiàn)新的結(jié)構(gòu)，這就叫“耗散結(jié)構(gòu)”。因此，近平衡態(tài)是指系統(tǒng)內(nèi)部滿足線 性變化的狀態(tài)。
　　D． 遠平衡態(tài)
　　與近平衡態(tài)相對應(yīng)，是指開放度比較大，系統(tǒng)內(nèi)部的線性變化被破壞的狀態(tài)。很顯然，耗散結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的必 要條件是系統(tǒng)處于遠平衡態(tài)。我們所要指出的是，系統(tǒng)處于遠平衡態(tài)僅僅是耗散結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的必要條件，而不是充分條件，即是說遠離平衡不一定出現(xiàn)有序結(jié)構(gòu)。這就 像生命的出現(xiàn)還必須有很多其它條件同時具備才能出現(xiàn)一樣。
　　4． 混沌、無序和有序
　　A. 混沌
　　混沌態(tài)就是一種內(nèi)部處于高度不穩(wěn)定的、雜亂無章的狀態(tài)。平衡態(tài)也是一種雜亂無章的狀態(tài)。但這兩者有著本質(zhì)的區(qū)別。
　　首先，平衡態(tài)是處于一個孤立系統(tǒng)之中，而混沌態(tài)則是處于一個開放系統(tǒng)之中；第二，平衡態(tài)是分子水平上的混亂，它是一種微觀混亂；而混沌態(tài)則是在遠離平衡的狀態(tài)下，系統(tǒng)所出現(xiàn)的宏觀混亂現(xiàn)象。
　　中國哲學(xué)很早就出現(xiàn)了“混沌”的概念，它通常指宇宙在形成的之前的一種雜亂無章、沒有時間、沒有空間的狀態(tài)。很顯然，中國哲學(xué)的混沌概念與耗散結(jié)構(gòu)的混沌概念基本上是一致的。
　　B. 無序
　　無序是指系統(tǒng)內(nèi)部的運動無規(guī)律可循，完全是一種雜亂無章的運動狀態(tài)。平衡態(tài)自然是一種無序狀態(tài)，但它是屬于分子水平的無序狀態(tài)。因此，耗散結(jié)構(gòu)理論的無序通常不是指平衡態(tài)意義上的無序，而是指高度開放狀態(tài)下的“混沌態(tài)”的無序。
　　有序
是相對立于無序而言的。有序系統(tǒng)通常有三種有序狀態(tài)，這就是空間有序、時間有序和功能有序?？臻g有序是指它具有一定的空間形狀，比如天體運動，它的運動 軌跡都是有精確的形狀的，大氣中有時會出現(xiàn)“云街”也是一種空間有序結(jié)構(gòu)；時間有序是指復(fù)雜運動所出現(xiàn)的明顯的“時間節(jié)奏”。幾乎所有的天體運動除了精確 的空間有序以外還有精確的時間有序，日出、日落、溫寒冷暖都非常準(zhǔn)確。除了時間和空間有序以外，很多進化系統(tǒng)還有功能有序。所有的生物都具有功能有序的特 征。比如，人體的免疫功能、生殖功能、調(diào)節(jié)功能等等。人類社會也是一個具有功能特性的進化系統(tǒng)。比如，大氣變化、經(jīng)濟變化、戰(zhàn)爭等等，整個社會都知道做響 應(yīng)的調(diào)整。
　　5． 量變和突變
　　A． 量變是指系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)以一種緩慢的方式發(fā)生變化。
　　B． 突變是指系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)以一種劇烈的、跳躍的方式發(fā)生變化。在以往的概念中，量變和突變是一對哲學(xué)術(shù)語，而現(xiàn)在則是一對科學(xué)術(shù)語。哲學(xué)和科學(xué)的區(qū)別在于，哲學(xué)是不能夠量化的，而科學(xué)則是可以量化的。
　　現(xiàn)代理論研究證明，系統(tǒng)在量變的過程中也有部分突變，即是說，新的生命總是在系統(tǒng)內(nèi)部不斷產(chǎn)生。而大部分子系統(tǒng)又在不斷消亡，就像人的新陳代謝一樣，人不是在一天內(nèi)突然死亡的。
在過去的哲學(xué)中，甚至在科學(xué)中突變都是無法預(yù)見和量化的。因此，把突變又稱為“跳躍”。隨著科學(xué)的發(fā)展，人們已經(jīng)能深入到突變運動的內(nèi)部，研究其變化。 實際上突變也有一個過程，只是變化劇烈一些而已，比如中國從封建社會到社會主義社會經(jīng)歷了一百多年。因此，把突變成為“跳躍”是不科學(xué)的。
　　6．漲落
　　在所有的宏觀運動中都存在一定的與宏觀軌跡的偏離，比如，火車運行中的顛簸；室內(nèi)溫度在任何瞬間都存在不停的跳動；人的大腦中總是不停的出現(xiàn)各種偏離正常思維的想象等等。在耗散結(jié)構(gòu)理論中，這種微小的偏差就叫做漲落。
在過去的觀念中，漲落是微不足道的，完全可以把它忽略。而現(xiàn)代理論恰恰發(fā)現(xiàn)了這種漲落正是進化系統(tǒng)中的革命力量，沒有漲落就沒有進化運動。整個進化過程 就是漲落與系統(tǒng)的宏觀結(jié)構(gòu)在開放條件下，在相互對抗中的產(chǎn)生、成長、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更迭和自身消亡的過程。“星星之火可以燎原”就是揭示的漲落的這一成長過程。
　　7．耦合
耦合是指復(fù)雜系統(tǒng)中在開放條件下，很多復(fù)雜因素共同加強或削弱某一因素的行為就叫“耦合”。耦合現(xiàn)在在進化系統(tǒng)中非常普遍。人們常說的“墻倒眾人推”， “成功一勃焉，失敗一忽焉”就是一種耦合現(xiàn)象。復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更迭就是因為開放系統(tǒng)具有“耦合”功能，它可以共同加強微小漲落，最后使之成長為“巨漲 落”，從而“改朝換代”形成新的結(jié)構(gòu)。
　　8．奇怪吸引子
　　當(dāng)復(fù)雜系統(tǒng)處于突變過程的時候，一些漲落達到了相當(dāng)大的規(guī)模，這些具有相當(dāng)規(guī)模的運動體就叫奇怪吸引子，而系統(tǒng)內(nèi)部在最后階段的宏觀運動總是圍繞這些奇怪因素運動的。為什么把這樣的東西叫做奇怪吸引子呢？是因為這些東西的行為非常古怪，無法琢磨。
奇怪吸引子在人類歷史進化中也大量出現(xiàn)，幾乎可以說每一次朝代更迭，或者大的社會變革都會出現(xiàn)很多奇怪吸引子?；仡櫵械臍v史變革，都會發(fā)現(xiàn)一個共同的 特征，即，開始出現(xiàn)社會不穩(wěn)定，然后出現(xiàn)較大的力量團體，這些團體就是奇怪吸引子。再然后，這些奇怪吸引子就出現(xiàn)矛盾沖突。在沖突過程中大量的吸引子被消 滅，最后在兩個巨大的吸引子之間展開斗爭，最終有一個又被消滅，形成了新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即，完成了一次突變過程，使進化運動又向新的一個高度前進了一步。
　　9．自組織
在自然界中有兩種有序結(jié)構(gòu)，一種象晶體那樣的固定有序結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)是一種“死”的有序，它不需要任何能量就能夠維持其結(jié)構(gòu)有序；而另一種，比如生物的 組織，它仍然是一種有序結(jié)構(gòu)。而這種有序完全是由于機體內(nèi)部的細胞自發(fā)組織、調(diào)節(jié)所形成的有序，要維持這種有序結(jié)構(gòu)就必須供給能量。我們把這種依靠機體內(nèi) 部自發(fā)組織起來，自發(fā)調(diào)節(jié)，并通過外界供給能量來維持的有序結(jié)構(gòu)叫做“自組織”結(jié)構(gòu)。
　　在復(fù)雜系統(tǒng)中只有這種自組織結(jié)構(gòu)才能夠真正作到有序，而 那種依靠外界的力量來直接控制復(fù)雜系統(tǒng)的方式是一種無序結(jié)構(gòu)。一個最典型的例子是，我們的計劃經(jīng)濟體系，表面上看來非常有序，一切都按我們?nèi)藶榈挠媱澾\ 行。而實際上我們越計劃，社會越亂，以至于最后不得不解體。而市場經(jīng)濟，我們幾乎不需要宏觀計劃，而只需要保障經(jīng)濟體系中各個組織健康發(fā)展的條件，整個體 系就會自動的形成有序運動。正是這種自組織現(xiàn)象將完全改變我們的世界觀和認識論。
　　
　　二． 耗散結(jié)構(gòu)理論的基本定律
　　
　　1． 熱力學(xué)第一定律
　　熱力學(xué)第一定律，即，能量守恒定律是一個整個科學(xué)的普適定律之一。它是有邁耶、焦耳、赫爾姆霍茨等人在1840年~1851年之間建立的。這里不打算詳細論述。
　　2． 熱力學(xué)第二定律
　　在整個人類歷史長中，十九世紀是一個里程碑。在這個世紀出現(xiàn)了許多驚人的進步和發(fā)現(xiàn)。在人文思想上，西方文藝復(fù)興運動已經(jīng)達到了頂峰，新時代的思想體系、政治體系、經(jīng)濟體系和科學(xué)體系已經(jīng)建立，為現(xiàn)代社會奠定了強有力的基礎(chǔ)。
在科學(xué)上，瓦特發(fā)明了蒸汽機，創(chuàng)造了人類有史以來的第一次工業(yè)革命；達爾文創(chuàng)立了生物進化論，揭開了生物進化的秘密，同時也揭開了整個進化運動的序幕； 馬克思創(chuàng)立了歷史唯物主義理論。從而，樹起了人類歷史科學(xué)的豐碑。還有一個偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，就是發(fā)現(xiàn)了熱力學(xué)第二定律。這一定律在當(dāng)時并沒有引起很大的重 視，而到了二十世紀末期，人們才逐步認識到它的偉大意義所在——一切進化運動的基本定律。
　　瓦特發(fā)明的蒸汽機的熱效率大約為1%，經(jīng)過卡諾的改 進以后大約能夠達到2%。熱力學(xué)第二定律的最初發(fā)現(xiàn)是為了提高蒸汽機的熱效率。這一定律從表面上看來十分簡單，甚至是婦孺皆知的常識。而正是這種最簡單的 東西卻反映了客觀世界最普遍和最深刻的科學(xué)理論和哲理。熱力學(xué)第二定律的基本表述如下：
　　熱不能夠自發(fā)地從低溫傳向高溫——克勞修斯說法，1850年；
　　不能夠從單一的熱源吸熱來做功，而不產(chǎn)生任何損失——開爾文說法
以上兩種說法在本質(zhì)上是一致的。看起來它非常簡單，但它所產(chǎn)生的深刻思想在于，它指出了一切熱力過程運動的方向。自然科學(xué)家從這一定律出發(fā)建立了物理進 化模型，最終由普里高津創(chuàng)立了耗散結(jié)構(gòu)理論。由于生物運動、人類歷史運動和宇宙的天體運動都是進化運動，因此，這一理論對人們認識世界和認識自身起著越來 越重要的影響。
　　由于根據(jù)這一定律所產(chǎn)生的相關(guān)理論很多，以下我們將介紹幾個基本的原理：
　　A． 熵的概念
　　既然熱力過程都是不可逆的，那么我們能不能找到一個狀態(tài)參數(shù)來反映這種不可逆特性，就象用溫度來反映冷熱、用壓力來反映氣體對容器的作用力一樣。最后，由克勞修斯證明了這個參數(shù)是存在的，并把它稱為“熵”，用S表示。起數(shù)學(xué)表達式為：
　　S = δq/T
　　其中δq是指微量的熱交換，T是指開爾文溫度。
　　因此，熵的第一個基本含義是：它是一個衡量過程不可逆的狀態(tài)參數(shù)。在克勞修斯找到熵的數(shù)學(xué)表達式，并用它來說明過程不可逆特性以后，玻爾茲蔓又成功地用熵來說明系統(tǒng)的紊亂度。紊亂度越高，它的熵就越大。
　　正是由于熵與不可逆過程和紊亂度聯(lián)系了起來，所以現(xiàn)代很多物理現(xiàn)象，甚至社會現(xiàn)象人們都力圖用熵來予以說明。
　　B． 熵增原理
一個系統(tǒng)熵的變化有兩部分，一部分是由外界環(huán)境輸入的熵，叫熵流，另一部分是自己系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的熵，叫熵產(chǎn)。熵流可以大于 、等于、或小于零。而系統(tǒng)內(nèi)部自己產(chǎn)生的熵則永遠只能大于，或等于零。即是說；“對于孤立體系，系統(tǒng)的熵只能向著熵增加的方向運動”。這就是著名的熵增原 理。根據(jù)這個原理可以得出以下推論：
　　第一， 孤立體系的最后必然要達到最大值，使系統(tǒng)達到平衡態(tài)，即，“死亡”狀態(tài)；這種狀態(tài)字熱力學(xué)系統(tǒng)中到處可見，如果把它推廣到人類歷史發(fā)展領(lǐng)域，也可以得出一 個結(jié)論：對于一個封閉的社會，最后也必然會進入平衡、停滯的狀態(tài)。中國封建社會停滯兩千多年，其根本原因就是社會封閉。相反，一個系統(tǒng)或社會要使它運動， 就必須開放。很顯然，這一原理不僅在自然科學(xué)中適用，在歷史科學(xué)中仍然適用。
　　第二， 時間之矢。除熱力學(xué)以外，其它所有的科學(xué)都沒有指出運動的方向問題。而在這里，熱力學(xué)第二定律找到了運動的方向，并且用熵對它的運動過程進行了科學(xué)的、定 量的描述。我們知道，歷史車輪不可倒轉(zhuǎn)，江水不可回流，生物進化、宇宙進化也不可重來，事實上所有的運動都是不可逆的，而我們的科學(xué)，自從牛頓、愛因斯坦 以來的所有定律都被簡化成了可逆運動，即，時間是可逆的。這就對我們的經(jīng)典科學(xué)提出了挑戰(zhàn)：這種經(jīng)典的科學(xué)究竟在什么條件下適用？它們是普遍真理嗎？霍金 把愛因斯坦的相對論推廣到整個宇宙生成的系統(tǒng)正確嗎？我們已經(jīng)建立起來的馬克思主義歷史科學(xué)理論又將會有什么變化呢？這一系列問題都是對經(jīng)典科學(xué)的嚴重挑 戰(zhàn)！
　　第三， 經(jīng)典熱力學(xué)的困惑。根據(jù)熵增原理，似乎所有的過程，包括宇宙的歸宿都是平衡態(tài)，即，死亡狀態(tài)。而我們看到的生物系統(tǒng)、人類歷史系統(tǒng)，也包括宇宙系統(tǒng)，他們 都在不停的由低級向高級發(fā)展，這究竟是為什么呢？這就是熵增原理的疑提。也正是在這里，普里高津找到了答案，創(chuàng)立了耗散結(jié)構(gòu)理論，完成了自然與人之間的統(tǒng) 一。
　　
　　三． 自然、宇宙、生物和人類社會中的自組織現(xiàn)象
　　
　　達爾文創(chuàng)立了生物進化論，確立了生物體系是一個自 組織體系，即，生物系統(tǒng)是一個通過體系內(nèi)部的自由競爭而形成的有機組織系統(tǒng)。那么，我們還將進一步確定，人類社會，宇宙天體也是一個自組織，即，是一個耗 散結(jié)構(gòu)系統(tǒng)嗎？在物理、化學(xué)系統(tǒng)中能夠看到物質(zhì)從無序到有序，從無生命到有生命的成長過程嗎？
　　我們已經(jīng)談到，任何生命都是由無生命的元素組成。用科學(xué)的術(shù)語來表達生命的含義就是：生命是一個“時間有序、空間有序和功能有序的自組織系統(tǒng)”。
生命的起源已經(jīng)遠離我們四、五億年前了，我們除了能夠找到一些生物進化過程中的化石以外，我們無法提供實物證據(jù)。但我們能否看到一些真實的從無機到有 機，從無序到有序，看到——生命起源的原始基因呢？答案是肯定的，很多的自組織現(xiàn)象將把我們帶到生命的源頭，帶到一個嶄新的世界。
　　1． 上帝之手編制美麗的圖案——貝納德水花
大家知道，熱運動是一種雜亂無章的運動。因此，當(dāng)給水加熱的時候，它的水花也應(yīng)當(dāng)是雜亂無章的。那么，當(dāng)你看見那些水花突然自發(fā)的出現(xiàn)了規(guī)則的圖案，并 且成有序運動，你是否會驚奇，并認為那是上帝的杰作，是否看到了生命中最原始的基因呢？這個實驗是，將一個平坦的鍋里盛上一薄層水，當(dāng)在鍋的下面慢慢均勻 加熱。開始時，鍋內(nèi)會出現(xiàn)一些不規(guī)則運動的小氣泡，隨著熱量的增加氣泡增多，當(dāng)達到一臨界值的時候，原來不規(guī)則運動的氣泡突然變成了有規(guī)則的、呈六角型翻 轉(zhuǎn)的花紋，而這些花紋又組成一個美麗的圖案，這就是著名的貝納德水花，見圖1.9
　　

　　從表面上看來，貝納德水花并沒有多大的驚奇之處。但如果我們深入思考，是什么力量讓這些無數(shù)的無生命的水分子突然間“自發(fā)地”出現(xiàn)了規(guī)則運動呢？這些無生命的東西為什么會出現(xiàn)了一些有生命的特征呢？我們在這里看見了生命的原始胚胎！
　　2． 云街
　　在一般情況下，云團的運動是雜亂無章的，是無序的運動。但在一定條件下，平常無規(guī)則的云團突然會象步兵排隊一樣，形成整齊的“隊列”，形成有序結(jié)構(gòu)，如圖1.4所示 ：
　　

　　3．周期化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象
最引起科學(xué)家們興趣的是蘇聯(lián)化學(xué)家Belousov和生物化學(xué)家Zhabotinsky進行的實驗。1958，Belousov在金屬鈰離子作催化劑的 情況下檸檬酸的溴酸氧化反應(yīng)。他發(fā)現(xiàn)在某些條件下苛些組份（例如溴離子、鈰離子）的濃度會隨時間作周期變化，造成反應(yīng)介質(zhì)的顏色在黃色和無色之間作周期性 的變換。其后Zhabotinsky等人繼續(xù)并改進了Belousov的實驗，發(fā)現(xiàn)另外一些有機酸（例如丙二酸）的溴酸氧化反應(yīng)也能呈現(xiàn)出這種組份濃度和 反應(yīng)介質(zhì)的顏色隨周期變化的現(xiàn)象。利用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，介質(zhì)的顏色變化可更加明顯，例如在紅色和蘭色之間作周期性變換。反應(yīng)介質(zhì)一會兒紅色，一會兒蘭色，再 一會兒紅，一會兒蘭色，象鐘擺一樣發(fā)生規(guī)則的時間振蕩。因此這類現(xiàn)象一般稱之為化學(xué)振蕩或化學(xué)鐘。后來Zhabotinsky等人又發(fā)現(xiàn)在某些條件下體系 中組份的濃度并不總是均勻分布的，而是可以形成規(guī)則的空間分布，出現(xiàn)放多漂亮的花紋。如圖1.10所示：
　　

　　生物中的自組織
　　3． 生物系統(tǒng)的自組織
達爾文已經(jīng)注意到，環(huán)境是生物種群的決定性因素。耗散結(jié)構(gòu)理論從物理學(xué)證明，一個有序的自組織結(jié)構(gòu)其決定性因素也仍然是環(huán)境。即，當(dāng)外界（環(huán)境）向系統(tǒng) 供給能量，形成自組織以后，這個系統(tǒng)內(nèi)部通過競爭的作用，它的結(jié)構(gòu)就會逐步穩(wěn)定下來。當(dāng)外界對系統(tǒng)不斷開放，達到另一個閾值時，系統(tǒng)就會通過突變形成新的 結(jié)構(gòu)，從而使系統(tǒng)進入一個新的階段進行演化。
　　自從生命起源以后，可以確切證明的生物突變有兩次。一次是在5億年前左右，出現(xiàn)過一次生物“大爆炸”。在重慶巫溪縣有一種古生物化石，它清楚地記載著4億5千萬年前這里曾經(jīng)出現(xiàn)過堆積如山的各種生物。
　　造成這次生物爆炸的原因是，由于當(dāng)時的生命剛剛起源不久，各種生物迅速繁衍，從而出現(xiàn)大量的生物種群。當(dāng)生物種群迅速增加的時候，生物間的競爭機制起作用，從而又使大量的生物滅絕。最后形成穩(wěn)定的生物種群。
　　大約在6000萬年前左右，由于氣候的變化，再一次使大量的生物滅絕，同時出現(xiàn)新的生物種群。這一次的生物結(jié)構(gòu)突變的直接證據(jù)就是恐龍時代的終結(jié)和新生生物時代的出現(xiàn)。
　　我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代生物種群，包括植物和動物，并不是單個生物的簡單疊加，而是一個有機鏈條。即，一個生物是與另一個生物密切相連的，它們之間具有自發(fā)的自我調(diào)節(jié)機制，最終形成一個完整的整體。這樣一個有機體正是一個生物自組織體系。
　　4． 生命的起源：無機分子的自組織系統(tǒng)
大家知道，任何生命的機體都是由自然界中的各種元素，如碳、氫、氧等構(gòu)成，這些元素與其它元素并沒有任何區(qū)別，是一些無機分子。這些無機分子，再通過一 定的組合形成低分子有機化合物，如，酸、糖、堿等。這些低分子有機化合物再通過選擇和競爭形成生物高聚物——核酸和蛋白質(zhì)等，從而最終形成生命。
　　對于生命的起源過程，普里高津用耗散結(jié)構(gòu)理論做了詳細的證明（詳見《非平衡系統(tǒng)的自組織》，科學(xué)出版社），這里不做敘述。就從我們現(xiàn)有的生物體來看，它是一個“時間有序、空間有序和功能有序”的自組織系統(tǒng)是毫無疑問的。
　　6． 宇宙中的自組織系統(tǒng)
　　中國哲學(xué)一直認為天人合一，即，天的構(gòu)成和運轉(zhuǎn)與我們?nèi)梭w的構(gòu)成和運轉(zhuǎn)是一致的。
　　達爾文在一個半世紀前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)生物系統(tǒng)是一個進化系統(tǒng)，一百年后普里高津又證明生命的起源也是一個進化系統(tǒng)。那我們不禁要問：宇宙上一個進化系統(tǒng)嗎？
　　從目前我們觀察到的宇宙來看，每一顆恒星有幾顆，甚至幾十顆行星，每一個星系大約有2000億顆恒星，而整個宇宙又大約有2000億個星系。因此，整個宇宙是一個真正的復(fù)雜系統(tǒng)。那么，對于這樣一個龐大的系統(tǒng)，它是怎樣運動的呢？
　　我們身邊的太陽系、銀河系、以及相距我們一百多億光年的星系都具有有序的空間結(jié)構(gòu)和非常準(zhǔn)確的時間結(jié)構(gòu)和嚴格的功能結(jié)構(gòu)。因此，我們完全有理由認為宇宙是一個耗散結(jié)構(gòu)，即宇宙系統(tǒng)是一個自組織系統(tǒng)。中國的天人合一的思想是有科學(xué)依據(jù)的。
　　從宇宙的運行特征來看，它是一個耗散結(jié)構(gòu)是不容懷疑的。那么從他的生成條件來看，它是否具備耗散結(jié)構(gòu)的特征呢？耗散結(jié)構(gòu)的一個重要特征是，維持它的有序運動需要能量。那么，這些能量存在嗎？它是從哪里來的呢？
2003年12月23日《參考消息》報道，美國2003年出版的《科學(xué)》雜志上，把“暗能量”的發(fā)現(xiàn)評為本年度最重大的科學(xué)突破。該文報道“約23%的 宇宙物質(zhì)是“暗物質(zhì)”，沒有人知道它們究竟是什么，因為它們無法被檢測到，但他們的質(zhì)量大大超過了可見宇宙的總合。而近73%的宇宙是最新發(fā)現(xiàn)的“暗能 量”。這種奇特的力量似乎正在使宇宙加速膨脹。”如果這種“暗能量”確實存在，那么宇宙是一個耗散結(jié)構(gòu)就可以得到圓滿的解釋，即，由暗能量供給能量以維持 整個天體的有序運動。
　　7． 人類社會中的自組織
　　人類社會的運動與牛頓描述的自然運動是不一致的，而與生物運動的特征是一致的，這已得到世界的公認。正因為如此，許多歷史學(xué)家，如斯賓塞把自己的理論明確的界定為歷史進化論。馬克思、恩格斯也把自己的學(xué)說與生物進化論做類比。
然而，雖然生物系統(tǒng)與人類歷史系統(tǒng)都是屬于進化系統(tǒng)，但兩者的行為是具有本事差別的。因此，如果像斯賓塞等人那樣對兩種系統(tǒng)做簡單的類比，是不可能發(fā)現(xiàn) 人類社會的本質(zhì)的。雖然馬克思也把人類歷史系統(tǒng)看成一個進化系統(tǒng)，但他研究的手段和方法完全是根據(jù)人類社會的基本特性出發(fā)的，而不是從簡單的類比出發(fā)的。 因此，馬克思的歷史進化論與斯賓塞的歷史進化論是有本質(zhì)區(qū)別的。
　　由于馬克思所處的時代才剛剛是經(jīng)典熱力學(xué)初步建立的時代，人們還沒有建立物理 進化理論，更無法分析進化運動的機理，即，無法真正從運動的角度來看待進化運動，而只能以“靜止”的方式和方法來看待進化運動。就正如當(dāng)時的熱力學(xué)家那 樣，通過一種簡單的處理方法使“不能運動”的熱力學(xué)（thermostatics）轉(zhuǎn)變?yōu)?#8220;可以運動”的熱力學(xué)（thermodynamics）。盡管達 爾文的生物進化論、馬克思的歷史進化論和熱力學(xué)第二定律幾乎是同時發(fā)現(xiàn)的（彼此相距不到20年），也許馬克思當(dāng)時根本沒注意到熱力學(xué)第二定律（馬克思和恩 格斯建立他們的歷史科學(xué)理論是在1845年，而熱力學(xué)第二定律獲得完整表述是在1850年），但馬克思對歷史科學(xué)體系的處理方法幾乎與經(jīng)典熱力學(xué)的處理方 法有驚人的一致性。本人在《馬克思社會經(jīng)濟形態(tài)學(xué)說與耗散結(jié)構(gòu)理論》一文中有所論述。
　　馬克思為人類歷史科學(xué)創(chuàng)立了第一塊不朽的豐碑，建立了一 個真正的歷史科學(xué)體系。然而，他的理論決不是該理論的終結(jié)，而僅僅是開始。我以為，對馬克思主義理論準(zhǔn)確定位的話，應(yīng)當(dāng)是“人類歷史科學(xué)靜力學(xué)理論”。當(dāng) 我們把開放的要素納入馬克思主義理論的時候，就會建立起人類歷史科學(xué)動力學(xué)理論。
　　當(dāng)我們建立起人類歷史科學(xué)動力學(xué)理論以后，我們就會對一系列 與現(xiàn)實社會密切相關(guān)的重大問題的科學(xué)結(jié)論。比如，為什么計劃經(jīng)濟必然失敗，而市場經(jīng)濟則是歷史的必然趨勢；為什么科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，馬克思勞動價值理 論在現(xiàn)代社會中的表述；促進社會發(fā)展的動力是什么？怎樣發(fā)展社會生產(chǎn)力等等。
　　
　　四． 耗散結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的條件和一般規(guī)律
　　
　　盡管耗散結(jié)構(gòu)理論從上個世紀中葉就已經(jīng)形成，但從這門科學(xué)所面臨的問題的復(fù)雜性來說，它還僅僅是揭開了復(fù)雜科學(xué)的序幕，與這座宏偉大廈的完成還有相當(dāng)遙遠的距離。目前，對這門科學(xué)的研究主要沿著以下三個方向進行：
　　1． 對耗散結(jié)構(gòu)形成的條件進行研究，包括對各種不同的對象建立數(shù)學(xué)物理模型，力爭獲得解析解；
　　2． 對突變過程進行研究。在傳統(tǒng)的觀念中，突變過程是完全隨機的，無法進行定量的研究。自從耗散結(jié)構(gòu)理論發(fā)現(xiàn)以來，人們對突變現(xiàn)象做了大量的研究，人們發(fā)現(xiàn)，突變過程并不是不能夠定量研究的，而且取得了許多重大的科學(xué)成果，以至于形成了一門專門的科學(xué)——突變論。
　　3． 對耗散結(jié)構(gòu)理論的延伸——使之進入生物科學(xué)、歷史科學(xué)、宇宙科學(xué)和哲學(xué)領(lǐng)域等。
　　從深度和廣度來看，幾乎可以說沒有任何一門科學(xué)理論能夠像耗散結(jié)構(gòu)理論那樣跨越了如此多的學(xué)科，并從研究對象的起源到無窮的演化過程進行研究。因此，我們這里也只能夠?qū)@一理論的做概括性的介紹。
　?。ㄒ唬?耗散結(jié)構(gòu)的形成
　　1． 遠離平衡是耗散結(jié)構(gòu)形成的必要條件
　　經(jīng)典熱力學(xué)已經(jīng)證明，任何孤立系統(tǒng)，即，不消耗能量的系統(tǒng)最終必然走向平衡態(tài)，從而使熵達到最大值。這就是我們通常所說的“死亡”狀態(tài)。
普里高津的重要貢獻在于，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)系統(tǒng)處于遠離平衡的條件下，原有的平衡態(tài)將失去穩(wěn)定性，一些漲落通過耦合作用而被放大，而使系統(tǒng)形成一種新的有序結(jié) 構(gòu)，即，耗散結(jié)構(gòu)。形成耗散結(jié)構(gòu)的必要條件是系統(tǒng)必須遠離平衡態(tài)，即，必須通過外界向它供給能量才能夠形成和維持這種結(jié)構(gòu)有序。
　　系統(tǒng)處于遠離平衡是出現(xiàn)耗散結(jié)構(gòu)的必要條件，但不是充分條件。即是說，使系統(tǒng)處于遠離平衡還僅僅出現(xiàn)耗散結(jié)構(gòu)的一種可能性，而不是充分條件。正因為耗散結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)還有很多其它限制條件，因此，甚至有不少哲學(xué)家把生命的出現(xiàn)看成一種偶然事件。
　　2． 分支
　　耗散結(jié)構(gòu)從本質(zhì)上講就是系統(tǒng)從一種狀態(tài)，通過分支，即，通過“突變”而進入另一個有序狀態(tài)。因此，研究系統(tǒng)的分支現(xiàn)象就非常重要。
　　由于進化系統(tǒng)首先必須是一個復(fù)雜系統(tǒng)，即是說系統(tǒng)內(nèi)部有非常多的子系統(tǒng)。系統(tǒng)的整體變化往往是從局部變化開始的，這就是我們通常所說的量變過程。但對于這種量變過程，對局部來說它又是突變。
無論是對子系統(tǒng)或是對整體系統(tǒng)來說，耗散結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)都必須首先經(jīng)歷一個線性區(qū)。在這個區(qū)域，系統(tǒng)成線性變化，并且是穩(wěn)定的。當(dāng)系統(tǒng)進一步遠離平衡，即， 增加開放度的時候，系統(tǒng)的控制方程除了熱力學(xué)方程以外，還必須加入動力學(xué)方程。這時，系統(tǒng)將由一組熱力學(xué)和動力學(xué)非線性微分方程組控制。
　　在一 個龐大的復(fù)雜體系中，當(dāng)系統(tǒng)越過穩(wěn)定區(qū)以后，其中的一些子系統(tǒng)開始變得不穩(wěn)定，即是系統(tǒng)將出現(xiàn)分支現(xiàn)象。如圖1所示：我們要指出的是，系統(tǒng)的分叉有很多種 形式，如，穩(wěn)定分支、不穩(wěn)定分支、單穩(wěn)定分支和極限環(huán)型分支等。隨著開放度的進一步增加，系統(tǒng)還會出現(xiàn)高級分支現(xiàn)象，如圖2所示：系統(tǒng)的分支，意味著系統(tǒng) 的復(fù)雜性增加。達爾文的生物“生長樹”揭示了生物在生長過程中的分支現(xiàn)象。比如，古猿的分支結(jié)果就“生長”出現(xiàn)代的“猿”和“人”；生命的進化也是通過不 斷的分支，使得生物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜；社會的分支也使得原始的單一結(jié)構(gòu)演化到現(xiàn)代的異常復(fù)雜的社會結(jié)構(gòu)。
　　3． 漲落——進化運動的革命性因素
　　在傳統(tǒng)的觀念中，各種隨機因素總是微不足道的，“細浪”不可能掀翻大船。然而，近代科學(xué)卻恰恰證明，正是這些“微不足道”的隨機因素（漲落）才是系統(tǒng)進化的真正的革命性力量。
盡管系統(tǒng)出現(xiàn)了不穩(wěn)定，它將出現(xiàn)分支，如果沒有漲落的出現(xiàn)，這種分支也會變得很單調(diào)，甚至無法進行。所謂的漲落就是一種隨機的擾動。并且這些漲落不僅大 小無法確定，而且它的結(jié)構(gòu)和特性也異常的復(fù)雜，幾乎是不可決定的。比如，戰(zhàn)爭中的天氣，大氣運動中的各種溫度擾動，人們頭腦中各種無時不存在的“奇怪”念 頭等等都是漲落。
　　在系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)的時候，這些擾動的確是“微不足道”的，它的出現(xiàn)很快就會被系統(tǒng)所消滅，這就是不對它引起重視的根本原因所在。
但是當(dāng)系統(tǒng)處于不穩(wěn)定的時候，漲落再也不是微不足道的了。它的行為甚至將在結(jié)構(gòu)變化中起到?jīng)Q定性的作用。為了清楚說明漲落的革命性貢獻，我們可以用下圖 來予以說明： 圖3.漲落的餓革命性貢獻圖示在圖3中當(dāng)小球運動到不穩(wěn)定點C點時，隨機擾動的性質(zhì)幾乎完全可以決定小球是向A分支，或是向B分支運動。當(dāng)然，在復(fù)雜系統(tǒng) 中，系統(tǒng)究竟是向A分支，或是向B分支運動，它將取決于原始的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和漲落性質(zhì)的綜合影響。用歷史的觀點來說，就是歷史的走向是由歷史本身和隨機因素共 同決定的。
　　4． 競爭機制的作用
　　當(dāng)系統(tǒng)處于不穩(wěn)定的時候，它的子系統(tǒng)就像“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”一樣將大量出現(xiàn)分支結(jié)構(gòu)，從而使系統(tǒng)越來越復(fù)雜，這就是我們通?？吹降谋ìF(xiàn)象。由于系統(tǒng)大量的復(fù)制子結(jié)構(gòu)，當(dāng)它達到一定數(shù)量的時候競爭機制就將起作用。通過這種競爭，最后保留一個“最適合生存”的結(jié)構(gòu)。
　　進化系統(tǒng)選擇的本質(zhì)是系統(tǒng)在遠離平衡的條件下所發(fā)生的耦合作。即，通過系統(tǒng)內(nèi)部的復(fù)雜因素共同加強或削弱某些子系統(tǒng)，以加速它們的成長或者消亡。普里高津經(jīng)過計算，如果沒有這種競爭的耦合作用，生命的出現(xiàn)將還需要幾萬萬萬億年，幾乎是整個宇宙年齡的數(shù)萬萬萬倍。
當(dāng)生命出現(xiàn)以后，大約在4至5億年左右，便出現(xiàn)了大規(guī)模的“生物大爆炸”。即是說當(dāng)時出現(xiàn)了大量的生物物種。如果說生命在起源過程中我們未能親眼看見生 命物質(zhì)的大爆炸，而缺乏物質(zhì)證據(jù)的話，那么生物大爆炸則可以提供實物證據(jù)。近年來，我國在許多地方都發(fā)現(xiàn)了大量的古生物化石，其中在重慶巫溪縣就發(fā)現(xiàn)了大 量的在四億五千萬年左右海洋生物化石。在這些化石中可以清楚的看到在那個時代已經(jīng)出現(xiàn)了堆積如山的海洋生物。達爾文早就證明，今天的生物正是古代生物通過 競爭淘汰機制而留下的“優(yōu)良”品種。
　　5． 巨漲落的出現(xiàn)——完成從混沌到有序的突變
　　如果僅僅是單個的子系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定性，系統(tǒng)還 不會發(fā)生根本性的變化。然而，對于一個處于遠離平衡的復(fù)雜系統(tǒng)，系統(tǒng)中將會出現(xiàn)耦合作用，即，一系列復(fù)雜因素將共同加強某些漲落，使之得到放大。對于這些 放大了的漲落，再也不是像平衡態(tài)那樣的“微不足道”的因素了，而是具有了較大的宏觀規(guī)模。
　　然而，在復(fù)雜系統(tǒng)中復(fù)雜因素并不是只對某一個漲落進 行加強，而是對多個漲落都同時得到了加強，使它們具有了一定的宏觀尺度。而這些得到加強的漲落具有非常獨特的性質(zhì)，它的運動是完全隨機的，不可預(yù)測的。因 此，整個系統(tǒng)所處于的狀態(tài)也是混亂的，無法預(yù)測的。我們通常把這樣的狀態(tài)叫做混沌態(tài)。
　　混沌態(tài)與平衡態(tài)的區(qū)別在于，混沌態(tài)是具有宏觀尺度的漲落之間的“混亂”，而平衡態(tài)則是分子水平上的“微觀”混亂?；煦鐟B(tài)是具有生命跡象，如生命中的蛋白質(zhì)、核糖核酸，戰(zhàn)爭中的各個大的集團之間的混亂；而平衡態(tài)則完全是無生命力的，“死”的混亂。
　　對于漲落的運動特性也并不是完全不知的，任何事物都是在“可知”與“不可知”之間徘徊的。對漲落的認識也是如此，并且隨著科學(xué)的發(fā)展，人們已經(jīng)逐步深入到漲落的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中去了。
在一定意義上，混沌態(tài)也是一種吸引子。它具有非常復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它的維數(shù)甚至可以是非整數(shù)；它的運動對初始條件異常敏感，只要有十分微小的變化，它的 運動特性就會發(fā)生巨大變化。曾經(jīng)有這樣的報告，在一定條件下，在印度的上空的一只麻雀的擾動就有可能導(dǎo)致遠在太平洋彼岸的美國出現(xiàn)一次巨大的風(fēng)暴！正是由 于混沌態(tài)中的吸引子有如此古怪的特性，科學(xué)家們通常把它稱為“奇怪吸引子”（strange attractor）。
　　盡管奇怪吸引子有如此古 怪的、琢磨不透的特性，混沌態(tài)的發(fā)展總是圍繞這些“奇怪中心”來運動的。比如，在世界大戰(zhàn)中，或者古代朝代更迭中，戰(zhàn)爭場面總是千變?nèi)f化的，但戰(zhàn)爭的走向 總在這些集團之間交替進行著。隨著演化過程的逐步發(fā)展，這些奇怪吸引子逐步被更大的吸引子所代替，最終形成一個巨大的吸引子。這個吸引子就是通過一個“微 不足道”的漲落逐步演化形成的“巨漲落”。
　　很顯然，巨漲落完全是一個新的結(jié)構(gòu)，它已經(jīng)取代了原有的結(jié)構(gòu)。這個新的餓結(jié)構(gòu)就是耗散結(jié)構(gòu)。因此，普里高津把這種從混沌到有序的過程稱之為“通過漲落的有序”。而毛澤東則用詩一樣的語言成之為“星星之火可以燎原”。
　　從這里我們可以看到，整個突變過程，首先是由于系統(tǒng)遠離平衡，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定，從而出現(xiàn)大量的分支結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)進入混沌態(tài)。然后，隨著進一步開放，系統(tǒng)通過“漲落的有序”，形成新的巨漲落而取代原來的結(jié)構(gòu)。這個新的結(jié)構(gòu)是比原有結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，但更有序的高級結(jié)構(gòu)。
　　我國著名物理學(xué)家郝柏林從物理學(xué)的角度對分支、混沌和奇怪吸引子的特性做了深入研究，如圖4.所示。從該圖中可以清楚的看到系統(tǒng)從平衡態(tài)，或低級有序結(jié)構(gòu)通過分支，進入混沌態(tài)，最后又通過“漲落有序”形成新的，高級的有序結(jié)構(gòu)的全過程。
對于生命系統(tǒng)來說，它已經(jīng)演化了幾十億年了，即使對生物系統(tǒng)也演化了幾億年，已經(jīng)進入了相對穩(wěn)定的階段，我們已經(jīng)無法看到從平衡態(tài)到有序的突變過程。但 對人類社會系統(tǒng)來說才演化了幾千年，尤其重要的是，我們目前正處在一個歷史巨變的時期。因此，我們可以看到大量的突變現(xiàn)象。圖5就是我國正在進行的從計劃 經(jīng)濟到市場經(jīng)濟的突變過程的真實記錄。從圖中完全可以看到我國的經(jīng)濟體系從分支，到混沌再到新的有序的過程。圖5.我國經(jīng)濟體制改革的過程圖
　　6． 高級系統(tǒng)的無限演化
我們目前在實驗室中觀察到的耗散結(jié)構(gòu)是很低級的耗散結(jié)構(gòu)。對于這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)我們的開放度進一步加大時，它不是進入更高級的有序狀態(tài)，而是進入耗散更大的 混沌狀態(tài)。但對于生命系統(tǒng)、生物系統(tǒng)和人類社會系統(tǒng)，在它的形成過程中都經(jīng)歷了漫長的，開放度逐步增大的演化過程。即是說這些高級的進化系統(tǒng)都經(jīng)歷了無數(shù) 個階段的演化。普里高津把這個演化過程描述為；這個圖示說明，當(dāng)復(fù)雜系統(tǒng)處于非平衡狀態(tài)，并達到一定閾值的時候，系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定性。然后“通過漲落的有 序”形成耗散結(jié)構(gòu)。由于這個新的 結(jié)構(gòu)是在更加遠離平衡的狀態(tài)。因此，它需要消耗更多的能量，即增加耗散。這個新增加的耗散又確定了一個更高的閾值，也即確定了發(fā)生下一個結(jié)構(gòu)飛躍所需的能 量耗散。依次逐步演化，系統(tǒng)便從一個階段到另一個階段運動，進化系統(tǒng)也逐步從低級到高級逐步發(fā)展。
　　我們應(yīng)當(dāng)注意到，進化系統(tǒng)的演化過程總是與環(huán)境狀態(tài)緊密相連的。也即是說，當(dāng)環(huán)境不變，系統(tǒng)內(nèi)部完全與環(huán)境狀態(tài)相適應(yīng)的時候，系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也進入相對穩(wěn)定的狀態(tài)。比如，我們的地球環(huán)境在最近幾千萬年內(nèi)并沒有教大的改變，因此，這一時期的生物特征也沒有太大的變化。
而我們的文化狀態(tài)就與生物的情況有很大的不同。因為我們的社會系統(tǒng)才僅僅有幾千年的歷史，因此，我們的社會結(jié)構(gòu)與環(huán)境系統(tǒng)還遠遠沒有達到完全適應(yīng)的狀 態(tài)。社會消耗的能量也在不斷的、迅速的增加，社會結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜和越來越有序。我們完全可以預(yù)見，如果僅僅在地球范圍內(nèi)，我們的社會結(jié)構(gòu)最終會形成一種 相對穩(wěn)定的狀態(tài)。
　　但是，人與動物所不同的是，人可以改變他們的生存環(huán)境，從而獲得新的動力。一個最明顯的例子是，人們不斷的向外層空間發(fā)展。 盡在目前階段，人們就已經(jīng)直接觸及到了月球和火星。完全可以預(yù)見，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們還會觸及到更加遙遠的空間。因此，人類社會的演化將比生物系統(tǒng) 的演化要寬廣得多。
　　毫無疑問，耗散結(jié)構(gòu)理論已經(jīng)把我們帶到了一個無限廣闊的思維空間，揭開了關(guān)于我們自己的身體，社會和宇宙演化的序幕。普里高津認為這一整套理論，是理解進化運動的關(guān)鍵所在。