物理学力学论文篇3
浅析物理力学的产生及其发展
摘 要:物理力学主要是研究宏观力学的微观理论学科。研究物理力学的主要目的是通过理解微观粒子性质的相互作用,找出介质的力学性质计算方法,进而使解决力学问题建立在微观分析的基础上。本文主要探讨了物理力学的产生和发展,为有关物理力学问题的解决提供理论基础。
关键词:物理力学;产生;发展
一、物理力学发展需要解决的问题分析
在物理力学的发展过程中,我们需要解决两方面的问题,一个是关于物性的问题,另一个是有关运动规律的问题。物理力学主要通过物性及其运动规律这两个方面的微观化而成为解决问题、建立微观分析的基础。关于物性的参数主要表现为运动方程组中的系数,例如弹性系数、热导率、粘性系数、声速、比热等。为了求解运动的方程组,需要知道它们相关的数值。
在传统力学中,物性参数的数值是需要试验测定的。而在我们研究的物理力学中,是通过微观的分析以及对宏观数据分析相结合的方法计算参数的数值。我们研究物理力学,不仅是为了能够找出物质性质的微观规律,而且还需要找能够预见新物质性质的方法。
针对物理力学发展中的相关问题,先了解一下有关激波结构问题的例子。物态在激波前后会有很大的变化,在波阵面一定的厚度之内,物质是处在远离平衡的状态的。这时,对于宏观物态的参数已经不适用了。因此,我们需要从分子运用的这一个角度进行描述。像从波尔兹曼方程的角度出发,进而直接进行求解。
在上世纪60年代,一对无内部自由度的影响激波结构的问题得到了进一步发展。其发展主要得力于计算机技术的发展,从而能够使波尔兹曼方程进而得到模型数学方程,求精确解。另外,还能够实现激波管与稀薄气体风洞在较高区域的分辨率的相关方面的测量。虽然对于这些问题的处理都是初步的,但是从物理力学微观运动规律上看,确是一个非常大的进步。
还有一个相似的例子就是对爆震波反应区结构方面的研究。对于这方面的研究是比激波结构更加复杂的,解决问题的困难在于理论的复杂性,也有实验经验的不足等原因。分子气体的动力激光器中非平衡流方面的问题,主要是因为分子内部自由度性质在不断膨胀的气流中产生的自身不平衡现象。在这种迅速膨胀的气流中,分子振动的自由度两方面是不平衡的,不能够采用统一的温度对其进行描述。因此,这也是一个远离平衡的问题。
二、新技术不断推动物理力学的发展
物理力学的产生及其发展即是力学学科发展的重要趋势,也是促进现代工程技术发展的重要手段。自上世纪40年代至今,由于尖端的技术以及基础科学的不断发展与进步,力学面临着大量的超高温和超高压等特殊条件下的问题。我国著名的力学家钱学森在上世纪50年代初提出应该建立物理力学这门学科,其真知灼见把握了力学发展的大趋势,并且预见了今后突飞猛进的结果。
人类社会科学技术的不断发展,给物理力学的研究提供了更多的条件。纵观近五十年间的物理力学的发展,值得一提的是液体理论的重大进步。1972年,麦克唐纳等人计算出等压线结果和多种液体实测数据等,促进了对液体理论的研究。1997年,威尔逊提出了采用重正化群理论解决临界现象,取得了重大的进展。近20年来,对于耗散结构理论是非平衡系统的研究也取得了突破性的进展。上世纪50年代之后,原子分子物理学才重新被重视,尤其是计算机的不断应用大大地促进了这门学科的发展。其他的像分子束技术、光散射技术、中子衍射技术等都成为了研究固体以及液体微观结构的有效手段。另外,高压技术能够产生千万大气压以上的高压条件,高倍电子显微镜能够用来观测原子尺的现象等。新技术以及新发明都为进一步研究物理力学提供了有利的条件。
本文对物理力学的产生及其发展进行了相关的探讨。通过本文的研究,我们了解到,在对物理力学进行研究时,我们应该明确物理力学研究的目的,还应该充分采用新技术、新发明,将其不断应用到研究中。只要我们不断探索和实践,一定能够进一步促进物理力学的发展。
参考文献:
[1]范继美.理论力学与普通物理力学的关系[J].云南师范大学学报(自然科学版),2009,(02).
[2]钱学森.从原子分子物理出发,经由物理力学的思路和方法搞发明创造[J].原子与分子物理学报,2007,(02).
[3]干洪.力学学科的发展现状与21世纪展望[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2001,(02)。
[4]陈卫平.现代力学发展趋势及研究课题[J].台州师专学报,2007,(06).
物理学力学论文篇4
试谈物理力学的产生及其发展分析
摘 要:物理力学主要是研究宏观力学的微观理论学科。研究物理力学的主要目的是通过理解微观粒子性质的相互作用,找出介质的力学性质计算方法,进而使解决力学问题建立在微观分析的基础上。本文主要探讨了物理力学的产生和发展,为有关物理力学问题的解决提供理论基础。
关键词:物理力学;产生;发展
一、物理力学发展需要解决的问题分析
在物理力学的发展过程中,我们需要解决两方面的问题,一个是关于物性的问题,另一个是有关运动规律的问题。物理力学主要通过物性及其运动规律这两个方面的微观化而成为解决问题、建立微观分析的基础。关于物性的参数主要表现为运动方程组中的系数,例如弹性系数、热导率、粘性系数、声速、比热等。为了求解运动的方程组,需要知道它们相关的数值。
在传统力学中,物性参数的数值是需要试验测定的。而在我们研究的物理力学中,是通过微观的分析以及对宏观数据分析相结合的方法计算参数的数值。我们研究物理力学,不仅是为了能够找出物质性质的微观规律,而且还需要找能够预见新物质性质的方法。
针对物理力学发展中的相关问题,先了解一下有关激波结构问题的例子。物态在激波前后会有很大的变化,在波阵面一定的厚度之内,物质是处在远离平衡的状态的。这时,对于宏观物态的参数已经不适用了。因此,我们需要从分子运用的这一个角度进行描述。像从波尔兹曼方程的角度出发,进而直接进行求解。
在上世纪60年代,一对无内部自由度的影响激波结构的问题得到了进一步发展。其发展主要得力于计算机技术的发展,从而能够使波尔兹曼方程进而得到模型数学方程,求精确解。另外,还能够实现激波管与稀薄气体风洞在较高区域的分辨率的相关方面的测量。虽然对于这些问题的处理都是初步的,但是从物理力学微观运动规律上看,确是一个非常大的进步。
还有一个相似的例子就是对爆震波反应区结构方面的研究。对于这方面的研究是比激波结构更加复杂的,解决问题的困难在于理论的复杂性,也有实验经验的不足等原因。分子气体的动力激光器中非平衡流方面的问题,主要是因为分子内部自由度性质在不断膨胀的气流中产生的自身不平衡现象。在这种迅速膨胀的气流中,分子振动的自由度两方面是不平衡的,不能够采用统一的温度对其进行描述。因此,这也是一个远离平衡的问题。
二、新技术不断推动物理力学的发展
物理力学的产生及其发展即是力学学科发展的重要趋势,也是促进现代工程技术发展的重要手段。自上世纪40年代至今,由于尖端的技术以及基础科学的不断发展与进步,力学面临着大量的超高温和超高压等特殊条件下的问题。我国著名的力学家钱学森在上世纪50年代初提出应该建立物理力学这门学科,其真知灼见把握了力学发展的大趋势,并且预见了今后突飞猛进的结果。
人类社会科学技术的不断发展,给物理力学的研究提供了更多的条件。纵观近五十年间的物理力学的发展,值得一提的是液体理论的重大进步。1972年,麦克唐纳等人计算出等压线结果和多种液体实测数据等,促进了对液体理论的研究。1997年,威尔逊提出了采用重正化群理论解决临界现象,取得了重大的进展。近20年来,对于耗散结构理论是非平衡系统的研究也取得了突破性的进展。上世纪50年代之后,原子分子物理学才重新被重视,尤其是计算机的不断应用大大地促进了这门学科的发展。其他的像分子束技术、光散射技术、中子衍射技术等都成为了研究固体以及液体微观结构的有效手段。另外,高压技术能够产生千万大气压以上的高压条件,高倍电子显微镜能够用来观测原子尺的现象等。新技术以及新发明都为进一步研究物理力学提供了有利的条件。
本文对物理力学的产生及其发展进行了相关的探讨。通过本文的研究,我们了解到,在对物理力学进行研究时,我们应该明确物理力学研究的目的,还应该充分采用新技术、新发明,将其不断应用到研究中。只要我们不断探索和实践,一定能够进一步促进物理力学的发展。
参考文献:
[1]范继美.理论力学与普通物理力学的关系[J].云南师范大学学报(自然科学版),2009,(02).
[2]钱学森.从原子分子物理出发,经由物理力学的思路和方法搞发明创造[J].原子与分子物理学报,2007,(02).
[3]干洪.力学学科的发展现状与21世纪展望[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2001,(02)。
[4]陈卫平.现代力学发展趋势及研究课题[J].台州师专学报,2007,(06).
猜你喜欢:
1. 物理学史论文3000字
2. 高中物理力学论文范文
3. 物理学生论文力学
4. 物理学术论文3000字
力学是力与运动的科学,它既是一门基础科学, 又是一门应用众多且广泛的科学。下文是我为大家整理的关于物理学力学论文的范文,欢迎大家阅读参考!
浅析物理力学的产生及其发展
摘 要:物理力学主要是研究宏观力学的微观理论学科。研究物理力学的主要目的是通过理解微观粒子性质的相互作用,找出介质的力学性质计算方法,进而使解决力学问题建立在微观分析的基础上。本文主要探讨了物理力学的产生和发展,为有关物理力学问题的解决提供理论基础。
关键词:物理力学;产生;发展
一、物理力学发展需要解决的问题分析
在物理力学的发展过程中,我们需要解决两方面的问题,一个是关于物性的问题,另一个是有关运动规律的问题。物理力学主要通过物性及其运动规律这两个方面的微观化而成为解决问题、建立微观分析的基础。关于物性的参数主要表现为运动方程组中的系数,例如弹性系数、热导率、粘性系数、声速、比热等。为了求解运动的方程组,需要知道它们相关的数值。
在传统力学中,物性参数的数值是需要试验测定的。而在我们研究的物理力学中,是通过微观的分析以及对宏观数据分析相结合的方法计算参数的数值。我们研究物理力学,不仅是为了能够找出物质性质的微观规律,而且还需要找能够预见新物质性质的方法。
针对物理力学发展中的相关问题,先了解一下有关激波结构问题的例子。物态在激波前后会有很大的变化,在波阵面一定的厚度之内,物质是处在远离平衡的状态的。这时,对于宏观物态的参数已经不适用了。因此,我们需要从分子运用的这一个角度进行描述。像从波尔兹曼方程的角度出发,进而直接进行求解。
在上世纪60年代,一对无内部自由度的影响激波结构的问题得到了进一步发展。其发展主要得力于计算机技术的发展,从而能够使波尔兹曼方程进而得到模型数学方程,求精确解。另外,还能够实现激波管与稀薄气体风洞在较高区域的分辨率的相关方面的测量。虽然对于这些问题的处理都是初步的,但是从物理力学微观运动规律上看,确是一个非常大的进步。
还有一个相似的例子就是对爆震波反应区结构方面的研究。对于这方面的研究是比激波结构更加复杂的,解决问题的困难在于理论的复杂性,也有实验经验的不足等原因。分子气体的动力激光器中非平衡流方面的问题,主要是因为分子内部自由度性质在不断膨胀的气流中产生的自身不平衡现象。在这种迅速膨胀的气流中,分子振动的自由度两方面是不平衡的,不能够采用统一的温度对其进行描述。因此,这也是一个远离平衡的问题。
二、新技术不断推动物理力学的发展
物理力学的产生及其发展即是力学学科发展的重要趋势,也是促进现代工程技术发展的重要手段。自上世纪40年代至今,由于尖端的技术以及基础科学的不断发展与进步,力学面临着大量的超高温和超高压等特殊条件下的问题。我国著名的力学家钱学森在上世纪50年代初提出应该建立物理力学这门学科,其真知灼见把握了力学发展的大趋势,并且预见了今后突飞猛进的结果。
人类社会科学技术的不断发展,给物理力学的研究提供了更多的条件。纵观近五十年间的物理力学的发展,值得一提的是液体理论的重大进步。1972年,麦克唐纳等人计算出等压线结果和多种液体实测数据等,促进了对液体理论的研究。1997年,威尔逊提出了采用重正化群理论解决临界现象,取得了重大的进展。近20年来,对于耗散结构理论是非平衡系统的研究也取得了突破性的进展。上世纪50年代之后,原子分子物理学才重新被重视,尤其是计算机的不断应用大大地促进了这门学科的发展。其他的像分子束技术、光散射技术、中子衍射技术等都成为了研究固体以及液体微观结构的有效手段。另外,高压技术能够产生千万大气压以上的高压条件,高倍电子显微镜能够用来观测原子尺的现象等。新技术以及新发明都为进一步研究物理力学提供了有利的条件。
本文对物理力学的产生及其发展进行了相关的探讨。通过本文的研究,我们了解到,在对物理力学进行研究时,我们应该明确物理力学研究的目的,还应该充分采用新技术、新发明,将其不断应用到研究中。只要我们不断探索和实践,一定能够进一步促进物理力学的发展。
参考文献:
[1]范继美.理论力学与普通物理力学的关系[J].云南师范大学学报(自然科学版),2009,(02).
[2]钱学森.从原子分子物理出发,经由物理力学的思路和方法搞发明创造[J].原子与分子物理学报,2007,(02).
[3]干洪.力学学科的发展现状与21世纪展望[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2001,(02)。
[4]陈卫平.现代力学发展趋势及研究课题[J].台州师专学报,2007,(06).
浅析力学在机械中的应用
[摘 要]力学是力与运动的科学,它既是一门基础科学, 又是一门应用众多且广泛的科学。本文立足于力学,简要论述了力学的内涵及其发展历程,并对力学在机械中的应用进行了较为深入的探讨与分析。
[关键词]力学 弹性力学 断裂力学 工程力学 机械
力学是力与运动的科学,它的研究对象主要是物质的宏观机械运动,它既是一门基础科学,又是一门应用众多且广泛的科学。力学与天文学和微积分学几乎同时诞生,在经典物理的发展中起关键作用,推动了地球科学的发展进步,如大气物理、海洋科学等,同时力学也在机械中起着越来越重要的作用,且应用广泛。
一、力学
力学是一门独立的基础学科,主要研究能量和力以及它们与固体、液体及气体的平衡、变形或运动的关系,可粗分为静力学、运动学和动力学三部分。
力学的发展历史悠久,古希腊时代力学附属于自然哲学,后来成为物理学的一个大分支,1687年,牛顿三大定律的提出标志着力学作为一门独立的学科开始形成。此后,随着资本主义生产的发展,到18世纪末,以动力学和运动学为主要特征的经典力学日益完善。19世纪,大机器生产促进了力学在工程技术和应用方面的发展,推动了结构力学、弹性固体力学和流体力学等主要分支的建立。19世纪末,力学已是一门相当发展并自成体系的独立学科。
二、力学在机械中的应用
力学在机械中的应用广泛,其典型应用主要有以下几种:
1.弹性力学在机械设计中的应用
弹性力学也称弹性理论,是固体力学的重要分支,主要研究弹性体在外力作用或温度变化等外界因素下所产生的应力、应变和位移,从而解决结构或机械设计中所提出的强度和刚度问题。机械运动当中,许多机械运转速度较高、承载很大,机械的弹性变形对系统的影响不容忽视,必须将机械系统按弹性系统进行分析和设计。由此可见,弹性力学在机械设计中应用广泛。一般情况下,弹性力学在凸轮机构设计、齿轮机构设计、轴设计中应用较为广泛。
齿轮机构在设计时运用了弹性力学的知识,渐开线作为齿廓曲线存在诸多优点,但用弹性力学知识加以分析便可得出它存在的一些固有缺陷,即当两齿轮啮合传动时,根据弹性力学中的赫兹公式分析可得,在其它条件相同的情况下,要想降低两齿轮在接触处的最大接触力,就必须增大两轮齿廓在接触点处的综合曲率半径,对于渐开线齿轮传动来说,由于要增大两轮齿廓在接触点处的综合曲率半径,就需要增大齿轮机构的尺寸,而两轮齿廓在接触点处的综合曲率半径增大的范围是有限的,所以难以进一步达到齿轮机构尺寸小、而承载能力大幅度提高的目的。同时,弹性力学在轴设计中也有众多应用。为避免共振现象,对高转速的轴,如汽轮机主轴、发动机曲轴等设计时振动计算尤其重要,此时必须运用弹性力学知识。
2.断裂力学在机械工程中的应用
断裂力学,是固体力学的一门新分支,主要研究含裂纹构件的强度与寿命,是结构损伤容限设计的理论基础。断裂力学主要可分为线弹性断裂力学与弹塑性断裂力学两大类,前者适用于裂纹尖端附近小范围屈服的情况;而后者适用于裂纹尖端附近大范围屈服的情况。断裂力学发展迅速,在机械工程中应用广泛,并占据重要地位。断裂力学在机械工程中的有效应用,不仅可以提高机械的性能与功效,更能防止工程设备发生灾难性的断裂事故,以确保机械、设备的安全可靠与良好运行。
首先,我国在采用断裂力学方法制订结构缺陷评定标准及安全设计规范方面已取得了较好的成绩,如压力容器、小型但用量大的液化石油气钢瓶及汽轮一发电机组等。
其次,概率断裂力学在可靠性设计中应用较多。概率断裂力学在可靠性设计中的广泛应用推动了可靠性设计的快速发展。运用参量的分布及安全余度来反映常规设计中不能准确反映的客观实际和常规设计安全评定中用安全系数不能准确反映的真实安全性。由于安全余度考虑了应力和强度的二阶矩,较好地反映了结构可靠度的实质,既考虑了变异特性又考虑了平均值,因而与失效分布有较直接的关系,使安全设计更可靠。国外已较完整地应用于飞机结构,如概率损伤容限分析、飞机结构可靠性和事故分析、飞机结构的耐久性分析等方面。我国在这方面开展的典型性研究则是海洋石油平台导管架焊接管节点的疲劳强度分析。
再者,可用断裂力学方法进行机械产品的失效分析。失效分析是指事故或故障发生后所进行的检侧和分析,目的在于找到失效的部位、失效原因和机理,从而掌握产品应当改进的方向及修复的方法,防止同类问题再次发生,以推进技术不断前进。因此,失效分析技术受到了社会各界的重视。断裂力学在机械产品失效分析中具有着重要作用。机械产品的主要失效模式有: 断裂、蠕变、疲劳、腐蚀、磨损及热损伤等,它们都可以借助断裂力学方法及断裂分析技术予以解决,断裂力学方法是失效分析的有力工具。
最后,运用断裂力学可以指导改进工艺及合理选材,如模具、焊接工艺等方面,可以减少工人的劳动量。
3.工程力学在机械修理中的应用
工程力学涉及众多的力学学科分支与广泛的工程技术领域,是一门理论性较强、与工程技术联系极为密切的技术基础学科,工程力学的定理、定律和结论广泛应用于各行各业的工程技术中,是解决工程实际问题的重要基础。处理机械工程出现的大量破坏问题,绝大多数是根据力学方面的知识作出判断和分析的。例如,汽车修理中汽车零部件的破坏分析与修理也是如此,其中,判断汽车半轴套管断裂的原因与确定修复方案等,全部流程无一不体现着工程力学知识在汽修中的应用。
三、结语
当今社会,科学技术迅猛发展,作为一门基础学科,力学也一定会得到进一步的发展与进步,且在机械中获得更广更深的应用。
参考文献
[1]林同骥,浦群.现代力学的发展[J].力学进展,1990,(1).
[2]李彦军.工程力学在汽修中的应用与对策[J].科技向导,2012,(32).
[3]侯岩滨.弹性力学在机械设计中的应用[J].辽宁师专学报,2005,(1).
[4]吴清可,刘元杰,张毓槐.断裂力学在机械工程中的应用[J].机械强度,1988,(6).
[摘要]企业组织在发展过程中随着规模的扩大,其轨迹呈现出从有序到无序的内在演变过程,因而通过组织创新引导企业不断创造有效能、吸收负熵流、减少正熵流、促进管理耗散结构的形成,对推动企业可持续发展尤为重要。
[关键词]组织创新;管理熵;耗散结构
国内外对企业组织创新的研究主要集中于组织创新的动因、形式与路径方面,形成了组织创新内容学派和过程学派,而对企业组织创新定量分析方面研究甚少。基于此,对组织创新进行定量研究,一方面可借助于熵理论分析组织创新的有序度,另一方面可建立组织创新的仿真模型来分析组织创新效率。笔者是基于管理熵和管理耗散结构理论的管理学意义的阐释来说明组织创新。
熵概念是为了将热力学第二定律格式化而引入的,创立信息论之后,熵被作为信息的量度。为了更好地描述熵对事物不确定性程度的量度,中国学者杨国政、宋华岭和任佩瑜等人将熵引入管理学领域。管理熵揭示的是企业组织内部管理效率递减的规律,它指出企业内部存在能量梯度,即能量差异,作为一个相对封闭的孤立系统,如果企业较少与环境进行信息、能量和物质的交换,则必将从有序发展到无序并最终走向衰亡。而管理耗散则从另一个角度揭示了企业组织由无序向有序发展的趋势,它描述了企业作为一个远离平衡态的开放系统,内部各要素问存在非线性作用,当企业外部环境变化达到一定阈值时,随着其内部同环境不断进行能量、物质和信息交换,企业组织总熵减少,因而效率相应递增[1]。可以说,管理熵的本质就是组织的管理混乱、无序、能量无效、衰减的一种状态,而管理耗散的本质则是指组织的管理有序、正常、能量有效、再生的一种状态。
由于现实中,没有哪一种组织结构能使企业常盛不衰,因此,可以综合运用系统理论、熵理论和信息理论,建立数学模型来定量分析企业组织系统演进的内在机理和路径。基于管理熵和管理耗散结构的组织创新是利用管理熵和管理耗散结构理论,通过外部要素结构与内部要素结构之间互动关系的研究,对企业组织进行结构和功能的重组,以增进组织的开放性,扩大企业与外界的物质、信息和能量交换及补偿的能力。所以,基于管理熵、管理耗散结构的组织创新较之于传统的组织创新在一些主要方面存在较大的差别,能较好地融合组织强制力和市场强制力,产生出一种高效有序的组织状态。
一、熵理论和企业组织创新的关系
管理熵意味着无序和混乱,管理耗散则意味着有序和再生,两者是一对矛盾。前者给企业组织带来负面影响,使企业走向衰退,后者则使企业能克服管理熵所造成的负面结果,不断获得再生能量,从而延长企业生命周期,实现企业可持续发展。统一性表现在两者可以相互影响:管理耗散的产生可以减少、抑制管理熵增;反之,管理熵减又可以促进管理耗散的形成。在企业发展当中,上述规律交互影响,两者力量的此消彼长导致企业演化呈现矛盾复杂的特点[2]。若企业不断开拓新的发展点,寻找到再生契机,企业的生命就可以得到延缓,进入新一轮的发展期。由此可见,企业组织发展规律的关键就是管理熵和管理耗散之间的这种矛盾运动,弄清并把握了这种矛盾运动,就把握了企业未来的发展方向。
组织创新正是基于这种矛盾运动的产物。通过组织创新,企业打破封闭,建立开放系统,不断地从外界吸取能与企业产生协同效应、提高竞争力的优质物质,即人力资源、资本、技术、市场信息等,并与外界环境发生物质、能量交换,从而有效地打破旧的相对平衡态,创造新的非平衡态。在这种交互作用的过程中,企业既要克服因熵的增加而导致的混乱状态,又要依靠负熵的导人来构建新的有序。只有在负熵的增加大于正熵增加的时候,企业整体的熵的变化才会小于零,企业才会形成新的有序,才会向更高的层次推进,因此,组织创新的实质就在于创造一个负熵流持续增加的环境,促进管理耗散结构的形成。
二、企业组织创新中的熵原理
(一)组织创新的目的是促进耗散结构的形成
企业在组织创新前是一个相对平衡的系统,他们维持原有的生产结构、人员结构和已有的制度。虽然每天不断地发生采购、生产与销售这些经济活动,但他们的生产函数、资产结构、人事结构没有发生改变,所以企业在组织创新前是一个相对平衡的系统。而这种相对平衡将使企业逐渐成为一种平衡态,最后其熵值越来越大,一旦其熵值达到临界值时,将会出现热寂,使企业无法再维持下去,最后只能破产[3]。
企业在组织创新中引入新的生产要素及其组合,引起企业系统变化,改变了原有的生产结构,打破了原有的人事、生产平衡,打破了企业原有的资产、人力、制度、技术的组合方式,也改变了企业与环境的约束机制,使企业新系统得以形成,因此,组织创新能促使企业系统形成一个新的远离平衡态的耗散结构。在形成新企业系统过程中,各要素间的相互作用是完全不能简单地用一种线性的关系来描述的,这时,新的技术、资产结构、制度等都作为一种新的要素组成了新的生产函数。各种新要素以及其衍生品引人新系统中,直接干扰了旧企业系统的平衡态,并在一种新的反馈机制的作用下,其作用力不断成倍的扩张,促使系统远离平衡态。结果是:新要素间的随机涨落与反应不再被衰减,而是被放大,形成巨涨落,并形成了生产要素的重新组合,使新企业系统得以形成,企业从一种运作状态转换到另一种新的有序运作状态[4]。可以说,企业组织创新是企业系统演进过程中的一次大幅度涨落。
组织创新后,企业在资本结构、技术、人力、制度、信息等方面都会发生变化,各种变化都将使企业朝另一种方向发展。这种巨大外力的作用,使企业不断地发生涨落甚至突变,如果涨落、突变后的各要素能形成一种自组织,企业在组织创新过程中所受的外力将朝着协同的方向前进,形成一种新的耗散结构。那么,在此基础上所形成的新企业系统其熵值远低于创新前各企业子系统的熵值之和,此时新企业子系统乃至整个组织系统更加趋于协同,有利于企业由一种有序走向更高层次的有序,即新企业系统成为新的耗散结构[5]。另一种情况是,如果企业在涨落、突变后,各要素无法形成自组织,那么各要素间将不断地冲突,表现在组织创新后企业不断地产生文化冲突、组织混乱和制度不明朗现象。在此过程中,企业不断地耗散有效能量,最后企业将无力组成一个新系统,各要素都是各自为政。使企业更加混乱,熵值不断增加,最后达到热寂状态,而不得不分离[6]。
可见,耗散结构理论是研究系统怎样从混沌无序的初始状态向稳定有序的组织进行演化的过程
和规律。组织创新是建立一个很有活力的耗散结构,在这种结构中,系统的熵值将会越来越小,这就是将耗散结构理论应用于组织创新的关键所在。
(二)熵变为负:企业组织创新的出发点
熵是一个系统无序程度的度量,如果一个企业只保持一种定态,不从外部引入一些新的东西,这个企业系统的熵就不可避免地会增加。但是,企业要生产出特定的产品或提供特定的服务又必须形成与之相对应的定态,即特定的生产模式或服务模式,否则就不会有企业的存在。这就导致一方面企业为了生存与发展,需要形成一个定态;另一方面定态的维系又伴随着熵的增加。解决这一矛盾的惟一办法就是导入负熵流,利用负熵流冲击已有的定态,导致新定态的产生,进而提高整个企业的有序程度。
企业组织创新其初始目的是希望资源得到有效的配置与利用,最终使企业更有序地发展。从事物的发展规律和能量守恒定律来分析,组织创新这种经济活动就是充分利用资源产出最少的废弃物并减少对社会的损失,在社会学中,我们就把它综合地称之为熵值最低。在组织创新过程中,企业的人力、财力、技术、制度各方面的影响是错综复杂的,他们相互之间都不是独立的,是相互联系与相互制约的,所以,他们之间的作用不是一种简单的线性关系,而是一种非线性关系,少量的外力和流量就足以使它进入完全不同的新状态,即引起系统的突变,从而导致按照熵产生极小原理所确定的热力学关系变得不稳定,表现出复杂的时空行为,正如普里高津论述的一样,如果流过的外力和流量是线性关系,其方向将是熵值最小原理,若流过的外力和流是非线性关系,而非线性方程的解不是惟一的,那么,其熵值变化就可能是正的、也可能是负的或者是不变的。这时,以熵值变化来描述企业,那么企业有可能熵值变化为正无穷大,最后就破产;企业的熵值变化也可能为负,不断地壮大发展;企业的熵值变化也可能为零,维持原有的状况,即创新结果具有一定的不确定性。因此,企业在进行组织创新时,总是选取能量多而能质低的系统,输出的是含能量大而且能质高的产品和能量小而且能质低的废弃物,在此过程中,系统同外界市场之间有一个熵流,表示系统同外界市场发生交换时的熵变,它的作用是促使企业系统形成耗散结构,使系统的熵值变小,这实际上也是我们进行企业组织创新的出发点,即企业的熵值变化为负。
(三)组织创新的不断演进使企业从无序走向有序
随着时间和环境的变化,组织结构变得不再适合企业的发展,各职能部门不断增加,层级变得越来越多,组织日益复杂起来,内部结构性磨擦系数增大,相互之间的冲突越来越多,协调,整合越来越困难,组织内有效能量衰退,反应能力低下,而且由于组织复杂庞大,信息渠道延长,节点增多,经常出现信息失真和迟滞现象,影响组织的正常决策,导致管理熵递增,管理效率递减。为了打破组织的沉寂,让企业充满活力,必须使企业远离平衡态,不断向组织内输送新的能量、物质和信息,使组织有序度增加,无序度减少,负熵大于熵,形成管理耗散结构。依此原理,组织从计划结构过度为柔性结构,再向混乱结构演变,组织处于一种动态平衡中,组织内的一个微观随机小扰动就会通过相关作用放大,发展成一个宏观的巨大涨落,使组织进入不稳定状态,达到一定阈值后又通过自组织再上升到一个新的平衡态,形成充满活力的有序结构,组织将重新走向繁荣。因此,企业必须能够准确把握管理熵的阈值,及时从环境中摄取大量的物质、能量和信息,进行相应的组织创新、管理创新、文化创新和技术创新等,打破内部僵化的平衡状态,使管理效率递增,促使企业从无序向有序进化。
三、熵理论在企业组织创新中的应用:组织的不稳定性分析
根据经典热力学第二定理,封闭系统的不可逆过程将导致系统从有序状态向无序状态转化,即向熵增加的方向转化。由此我们知道,复杂系统在运行时自身具有从有序状态向无序状态发展趋势,在此过程中,各个子系统之间以及系统与环境之间将发生能量、信息和物质等方面的变换,一些不希望产生的能量、信息和物质的变换会导致部分子系统发生崩溃,继而影响到其他子系统,最后导致整个系统的崩溃[7]。因此,笔者得出结论:不稳定性是复杂系统的固有属性。因此,在组织创新过程中,我们必须对组织的稳定性进行分析,从而避免系统不稳定性被激发,这样才能对组织创新提供理论依据。
(一)不稳定性本质
对于一个开放的复杂系统,其熵值的变化dH可以分为两个部分:一部分是由系统内部不可逆过程所引起的熵增加diH,diH≥0;另一部分是系统与外界交换能量和物质所引起的熵流deH,deH可能大于零也可能小于零。业已证明,在远离平衡的区域中,复杂系统的演化并不遵循某种变分原理,因此整个系统的熵的变化应为dH=αdiH+βpdeH,乘上系数p,表明外界流人的熵经系统内部作用后的最后熵变;diH乘上系数α,表明由于外界流入的熵对系统作用的因素,从而使系统内部熵增量diH发生变化后的修正值[8]。
对于孤立系统有:β=0,deH=0,α=1,diH,≥0。对于开放的复杂系统,有四种关系:(1)α≥0,β≥0;(2)α≥0,β≤0;(3)α≤0,β≥0;(4)α≤0,β≤0。系统的不稳定性正是由于diH和deH之间的矛盾运动所引起的。
笔者根据熵增原理分析了系统崩溃的内在机制,证明了不稳定性是系统的一个固有属性。在此基础上,将进一步分析组织创新过程中各个组元之间的相互不稳定性联系以及不稳定性在系统内部的传播扩展模型,便于采取组织修正措施。
(二)复杂系统内部的不稳定性关联
假定企业系统S可以划分为m个子系统S1,S2,…,Sa…,Sm,对任意子系统Sa=(Sai),a=1,2,…,m,i=1,2,…,q是描述子系统不稳定性特征的因子。令Ca(a=1,2,…,k)为sai分类的集合,k≤q,
其中,nij表示子系统Sa属于Ca的第i类的同时Sb属
于Cb的第i类的数量。
定义熵:μ(Sa,Sb)=H(Sb)+H(Sb)-H(Sa∪Sb)为子系统Sa与Sb的不稳定性关联熵。定义μij=±(Sa,Sb)/H(Sb)为子系统Sa与Sb的不稳定性关联度系数[9]。其中正号表示正相关关系,负号表示负相关关系。由各个子系统问的不稳定性关联度系数可以组成系统S的不稳定性关联系数矩阵。这样可以根据实际需要,通过该系数矩阵,找出不稳定性关联度强的子系统,采取必要的修正措施,从而有效地避免组织创新过程中系统的崩溃。
(三)不稳定性传播模型
复杂系统受到外部打击时,如进行组织创新时.不稳定性在其内部子系统间传播扩散,其基本形式可以归纳为如下三种情况:(1)多米诺骨牌模型:系统内部的子系统呈链状结构关系,以每一块骨牌代表一个子系统,以每两块骨牌之间的距离表示其不稳定性关联度。当某个子系统发生崩溃时可能激发相邻子系统的崩溃,最后导致整个大系统的崩溃。(2)金字塔模型:在系统内部的子系统间呈由上至下的层次关系,以每一个点表示一个子系统,点与点的距离表示子系统间的不稳定性关联度。当上层的某个子系统发生崩溃,将激发下层子系统的崩溃.最后导致整个系统的崩溃。(3)倒金字塔模型:和金字塔模型相对应,复杂系统内部子系统间呈从下至上的层次关系,以每一个点表示一个子系统,点与点的距离表示子系统间的不稳定性关联度。下层的某些子系统发生崩溃将激发相邻上层子系统的崩溃,层层传递,最后导致整个系统的崩溃[10]。由于复杂系统内各个子元的联系十分复杂,不稳定性在复杂系统内部传播和扩张往往有各种各样复杂的形式,但不管何种形式,都是由以上三种基本形式的组合和变换而成的。
通过对组织的不稳定性分析,可以发现组织创新过程中的不稳定性产生的机理及扩散方式,以便于组织创新实践的进行。
四、组织创新中导入管理负熵和建立耗散结构的措施
企业作为一个系统可通过对外开放,自我改造,不断地与环境进行物质、能量、信息的交换,通过各要素的相互作用,使组织整体实现负熵值的增加,进而促使企业的发展。对组织创新而言,管理的任务就在于尽可能地促进耗散结构的形成,延缓或减少正熵的增加,消除那些可能导致企业正熵增加的不利因素;当企业出现正熵增加时,管理者的工作便是采用适当的方法在企业内部生成或从企业外部引入负熵流,使企业组织形成新的有序结构。具体来讲,可以通过以下四个方面来导入负熵流和建立耗散结构。
1.不断创新促使企业远离平衡态。当企业处于一个不太熟悉的情景时,通常会更加开放,更容易导人负熵。在一般情况下,负熵的导入带有明显的强制性,企业负熵的增加必须借助于适当的组织结构与强有力的管理制度执行的保障体系,因此,企业组织必须通过不断创新才能打破原有的平衡,使企业远离平衡态,从而为新的更高层次的有序结构的产生创造条件,促使企业与外界环境的交流,不断吸收负熵。
2.加强对外交流和内部反馈机制。在组织创新中,一方面,通过与外部进行产品、人才和技术等方面的交流来增加产生负熵的可能性,另一方面,要加强反馈机制。由于引进了新的深层结构,正反馈和负反馈将会同时出现。前者支持新的深层结构,后者要求恢复原有的平衡状态。此时,管理工作的核心任务就是发现一些支持新的深层结构的信号,利用正反馈机制的乘数效应将其放大,并以此来促进新结构的形成。
3.强化企业管理,营造良好的企业文化氛围。任何涨落,不管是内生的还是外生的,都必然会冲击已有的平衡态,而组织行为学研究表明,任何组织及其成员都具有不同程度对抗变革的倾向。因此,为了保证在组织创新过程中能够增加负熵,就要建立与之相适应的管理制度,营造良好的企业文化氛围,并强行予以实施。
4.通过沟通帮助员工形成与企业整体相一致的利益要求、行为准则和价值标准。因为只有这样,企业才有可能引入并形成新的深层结构,进而将企业的有序化水平推向更高的层次。因此,要求各层次的管理者采用适当的沟通方法、合适的沟通渠道定期与员工进行情感沟通、政策沟通、目标与计划沟通等,通过沟通,让员工知道他应该知道、有权知道的信息,以提高员工对组织创新关注的程度与积极性,并融洽员工与各管理者之间的关系,从而避免产生不利于管理者与被管理者之间的矛盾与冲突。
五、结论
组织创新是企业随着自身和环境变化不断获得再生的发展过程,而基于管理熵和管理耗散结构理论的组织创新不同之处在于传统的组织创新其重点是增强组织强制力,促进企业内部要素的结构化和功能化,因此传统的组织创新更加强调产权结构变革、企业家的作用和控制机制的完善,而基于管理熵和管理耗散结构理论的组织创新的重点是通过企业内外部要素结构化和功能化的互动,促进市场强制力与组织强制力的有机融合,其路径是通过扩大企业的开放性,并通过结构性变革对组织成员施加足够的市场强制力,以产生低管理熵及其高效率状态的管理耗散结构。因此,基于管理熵和管理耗散结构理论的组织创新更加强调人的观念再造、企业家精神、个体学习和组织学习的互动、拓展信息的通道和完善协调机制。
评职称可以问 283917229
帮你找到进化论方面的一些资料,希望对你的论文有所帮助
1. 进化论仅仅是一种理论。它既非事实,也不是科学定律。
许多人在小学时就学过,按等级划分的话,理论居於中等—它比纯粹的假说有把握,但与定律相比又略逊一筹。然而,科学家并不是以此划分这些术语的。按照美国国家科学院(NAS)的解释,科学理论是「对自然界的某一方面所作的有充分依据的阐释,它可以包括事实、定律、推论以及经过检验的假说等。」定律是有关自然界的概括性描述,而一种理论无论得到多少证实,都不会使它变成定律。因此当科学家们谈到进化论时(或者就这个问题而言,谈到原子理论或相对论时),他们并没有表示对这一理论的真实性有任何异议。
除了进化的理论之外(所谓进化指的是遗传上的一代胜过一代的概念),人们也可能举出进化的实例来。美国科学院把「事实」定义为「已经获得反覆证明的、实际上已被大家公认为『真实』的观测结果」。化石记录和不计其数的其他证据证明了有机物是随著时间的推移而逐步进化的。虽然没有人直接看到这些变化,但间接的证据既清楚又明确,足以令人信服。
无论哪一门科学,依靠间接证据来说明问题都是司空见惯的事情。例如,物理学家不可能直接看到亚原子粒子,因此他们通过观测粒子在云室中留下的特有轨迹来证明粒子的存在。但物理学家并没有因为无法直接观测而使所得的结论欠缺说服力。
2. 自然选择陷入了循环论证的怪圈:适者生存,存者即为适者。
「适者生存」是一种有争论的自然选择表述方式,实际上更专业的表述方式应采用「生存和繁殖分异率」(differential rate of survival and reproduction)这一术语。这种描述法不是给各个物种贴上适应或不适应的标签,而是描述各物种在既定条件下可能留下多少后代。将一对繁殖迅速的小嘴雀科鸣鸟和一对繁殖较慢的大嘴雀科鸣鸟放到一个食物丰富的岛上。在几代之内,繁殖迅速的鸣鸟就可能把持了大部分食物源。但如果大嘴鸣鸟更容易嗑开种子,那麼优势就可能转向这些繁殖较慢的鸣鸟一边。美国普林斯顿大学的 Peter R. Grant 在对加拉帕戈斯群岛上的雀科鸣鸟所做的一项开创性研究中,观察到了野生条件下种群此消彼长的变化情况。[参看本刊 1992年 2月号上 Grant所撰的「自然选择与达尔文的鸣鸟」一文。]
关键在於,给物种的适应性下定义可以不参照其生存能力的强弱:鸟的大嘴更适合嗑开种子,不论这一特性是否在给定条件下具有增强生存能力的价值。
3. 进化是不科学的,因为它既不能验证,也无法推翻。它的种种论断所涉及的物种变化都无法观察到,也永远不可能重现。
这种全盘否定进化论的说法忽视了把进化划分为至少两大类—微观进化与宏观进化—的若干重要特点。微观进化考察的是物种内随时间的推移而发生的变化,这类变化可能是新物种形成的前兆。宏观进化则研究物种这一层次以上的分类学族群是如何演变的。它的证据通常来自化石资料以及重构各种有机物之间的关系而进行的 DNA比较。
如今连大多数创世说者都承认,实验室中的试验(如对细胞、植物和果蝇所作的研究)以及实地进行的考察(如 Grant对加拉帕戈斯鸣鸟嘴部形状演变所进行的考察)都证实了微观进化的存在。自然选择及其它机制(包括染色体改变、共生和杂交等)都可以促使生物群体发生深刻的变化。
宏观进化的历史性研究所涉及的是根据化石和 DNA而不是直接观测作出的推论。但是,对於历史科学(包括天文学、地质学和考古学和进化生物学),科学家仍然可以对假说进行检验,看这些假说是否与物理证据相符,是否能对未来的科学发现作出具有检验性的预测。例如,进化意味著在人类最早的祖先(距今大约 500万年)以及解剖结构上最早的现代人类(距今约 10万年)之间,应该存在一系列其他原始人,它们身上猿的特点越来越少,而人的特点越来越多,这恰好与化石资料完全吻合。但是我们不会(也的确没有)在侏罗纪(距今约 6500万年)的地层中找到现代人类的化石。进化生物学的常规研究作出的预测比这精细得多、准确得多,而且研究人员也不断对这些预测进行检验。
创世说者也可能通过其他方式来反驳进化论。如果能够找到资料证明哪怕仅仅一种复杂的生命形式是从无生命物质中自发产生的,那麼我们至少在化石中看到的几种生物可能是通过这种方式进化而来的。如果曾有超级智能外星人出现并创造了地球上的生命(甚至创造了特定的物种),那麼纯粹进化论的解释将遭受怀疑。但是迄今没人提出这类证据。
应该指出,把可伪证性当作界定科学的特性这一观点是哲学家 Karl Popper在 20世纪 30年代提出来的。因为他的思想准则中狭隘的解释将很多货真价实的科学研究分支排除在外,直到最近一些年来,他的思想观点才逐渐被广义化了。
4. 科学家越来越怀疑进化的真实性。
没有证据表明进化论的支持者在逐渐减少。随便翻开任何一期生物学的专业杂志,你都会找到支持并发展进化论研究或者赞同进化是一种根本的科学概念的文章。
与创世说的观点相反,严肃的科学杂志更没有否定进化的报导。上世纪 90年代中期,美国华盛顿大学的 George W. Gilchrist 调查了列入原始文献的数千种期刊,想要找到关於「神力设计」或创世说的文章。他查遍了数十万个的科学报告,也没有发现一篇关於创世说的报告。过去两年中,由东南路易斯大学的 Barbara Forrest和凯斯西部保留地大学的 Lawrence M. Krauss分别独立进行了同样的调查,结果也是无功而返。
创世说者则反唇相讥,声称思想封闭、顽固排外的科学界拒不接受他们的证据。然而,据《Nature》、《Science》及其他重要杂志的编辑们讲,他们几乎没有见过有关反对进化论的投稿。有些反对进化论的作者曾在严肃的科学杂志上发表过论文。但这些论文极少直接攻击进化论,也从不旗帜鲜明地举出创世说的论点。它们最多不过是指出进化论存在某些未解决的问题(这一点并没有人反对)。简而言之,创世说者拿不出充足的理由使科学界能够认真地对待他们的说法。
5. 连进化生物学家彼此间都存在各种分歧,这说明进化论所依据的科学基础根本不牢靠。
进化生物学家激烈争论的焦点是各种各样的。例如,物种是如何形成的、进化的快慢、鸟类和恐龙的祖先是否有血缘关系,尼安德特人是否是不同於现代人的独立物种等各种问题。任何一门学科都难免会存在这样那样的争论,进化论自然也不例外。但是,生物学界仍然一致接受进化论,把进化作为生物界中存在的真实事情和一项指导原则。
遗憾的是,虚伪的创世说者总是断章取义地引用科学家的话以夸大并曲解他们之间的分歧。任何一位熟悉哈佛大学古生物学家 Stephen Jay Gould著作的人都知道,Gould除了是「间断平衡模型」(punctuated equilibrium model)的创立人之一外,还是进化论最积极的捍卫者和宣传者。(间断平衡模型认为,大多数进化都是在地质史上相对短暂的时期内发生的,这样就可以解释我们在化石记录中所观察到的现象。不过,地质史上的短暂时期可能也有数百代之久。)然而,创世说者却总是不遗余力地从 Gould丰富的著作中断章取义,使人们以为 Gould曾对进化论表示过怀疑。更有甚者将间断平衡的理论歪曲理解,仿佛间断平衡会使新物种在一夜之间就脱颖而出,或者使鸟类从爬行动物的卵中产生出来。
如果读者碰到引用科学权威人士的话语对进化论提出质疑时,一定要结合上下文来看看这段话究竟是甚麼意思。可以肯定,所谓科学家对进化论的攻击最终被证明是凭空捏造的。
6. 如果人类从猴子演变而来的,那麼为何现在还有猴子?
这种论据司空见惯,反映出提问者对进化论不同程度的无知。第一个错误是进化论并没有告诉我们人是猴子变来的;它只是说人和猴子的祖先相同。
此论据所犯的更深层次错误与下面这种问法如出一辙:「如果小孩是成年人生的,那为什麼还有成年人?」新物种是通过从现有物种中分化出来而实现进化的;当某些生物种群与其家族的主要分支隔离开来,并得到充分的变异而使其永远成为一个与原来物种明显不同的新物种时,这种分化就产生了。作为母体的物种此后可能无限期地生存下去,当然也可能走向灭绝。
7. 进化论无法解释生命最初是如何在地球上出现的。
生命的起源在很大程度上仍是一个不解之谜,但是生物化学家已经弄清楚原始核酸、氨基酸及构成生命的其他各种基本元素是如何形成并实现自我复制的,从而奠定了细胞生化过程的基础。天体化学分析表明,这类化合物最初可能大量地在太空中形成,然后随彗星来到地球上。这一理论或许可以解释,在地球年轻时的各种条件下,这些生命组成要素是如何出现的。
创世说者有时抓住科学家当前暂时无法解释生命的起源这一点大作文章,试图以此全盘否定进化。其实,即使地球上的生命真的通过进化以外的途径诞生的(如外星人在数十亿年前将首批细胞带到了地球上),不计其数的微观进化与宏观进化研究有力地证明了生命的进化是一个确凿的事实。
8. 数学的分析表明,像蛋白质这样复杂的东西随机产生是不可思议的,更不用说活细胞乃至人类。
机遇在进化中起著一定的作用(例如通过随机突变而使物种获得新的特性),但进化过程并不是靠运气来产生有机物、蛋白质或其他生命实体的。恰恰相反,自由选择(应为人知的主要进化机制)通过保留「有益的」(适应性)特徵并淘汰「无益的」(非适应性)特徵而实现非随机的变化。只要选择的力度保持稳定,自然选择就可以推动进化朝著一个方向前进,在出人意料的短期内产生出复杂的结构。
我们用这样的类比打个比方,将「TOBEORNOTTOBE」这 13个字母组成的序列拿来考虑。假定有 100万只猴子在键盘上胡敲乱按,每只猴子每秒钟打出一个像上述序列那样长的字母序,那麼它们需要敲击 7.88万年才可能从 2613 种长度一样的序列中敲出上面那个字母序列。然而,到了 80年代,美国格伦代尔学院的 Richard Hardison编写了一个能随机生成短语的计算机程序,此程序的特点是,如果单个字母恰好位於在短语的既定位置上,那麼该字母就在这一位置上保持下去(实际上也就是选择更接近於哈姆雷特所说的那句话的短语)。该程序平均只需重复 336次,就能再次产生那句短语,所花时间不到 90秒。更令人称奇的是,该程序甚至可在 4天半的时间里就将莎士比亚的整部剧作重组一遍。
9. 热力学第二定律认为,随著时间的推移,系统必定朝著越来越无序的方向发展。因此,活细胞不可能从无生命的化学物质中进化出来,而多细胞生物也不可能从原生动物进化而来。
这种说法错在误解了热力学的第二定律。如果这种说法站得住脚的话,那麼矿物晶体和雪花应该也属於不可能成形的物质,因为它们同样是从无序的组分中形成的复杂结构。
热力学第二定律实际上是说,一个封闭系统(即不与外界发生能量和物质交换的系统)的总熵不会随著时间的推移递减。熵是一个物理学概念,常常被说成是「无序」。然而这个术语与惯用的词还是有很大的差别。
更重要的是,热力学第二定律允许一个系统的某部分的熵减少,只要该系统其他部分的熵有相应的增加。因此,我们的地球作为一个整体可能会变得愈加复杂,因为太阳不断把热和光散射到地球上,而太阳内部热核反应所导致的熵增大足以抵消散射到地球的熵。简单的有机体可以通过耗用其他的生命形式以及非生命物质而朝著越来越复杂的方向发展。
10. 突变对於进化理论来说必不可少。但是突变只能消除特性,而不能产生新的特性。
恰恰相反,生物学资料已经证明,许多特性是通过点突变(point mutation)产生的(所谓点突变就是在一种有机体的 DNA中确切的位置上出现的变化)。细菌对抗生素的耐受性便是一个很好的例子。
动物体内调节发育的同源盒结构基因(homeobox)的突变也可以产生复杂的效应。Hox基因决定腿、翼、触角以及躯体的各部分应该在何处长出来。例如,果蝇的触角足突变(Antennapedia)使在本该长触角的地方长出了腿。这些异常的肢体不起甚麼作用,但是它们的存在证明了遗传基因出现了错误,可以产生复杂的结构,而自然选择可以借此对这些结构进行试验,看其是否有用。
此外,分子生物学研究已经发现了一些比点突变更高级的遗传变化机制,这些机制扩大了物种新特性出现的途径。基因内的功能分子可以通过各种新颖的方式拼接在一起。整个的基因也可能意外地在一种有机物的 DNA内被复制,而复制的基因则可以突变成新的具有复杂特性的基因。对多种有机物的 DNA所作的比较表明,血液中的珠蛋白就是以这种方式在数百万年中进化的。
11. 自然选择或许能解释微观进化,但它无法解释新物种的起源和生命的高级运转规则。
进化生物学家对於自然选择如何产生新物种已经作过广泛的论述。例如,哈佛大学的 Ernst Mayr建立了一个名为「不重叠分布区」(allopatry)的模型。该模型认为,如果通过地理边界把某一群体的有机物同其余群体隔绝开来,那麼它就可能面临不同的选择压力。被隔绝的群体内将逐渐积累起变异的因素。等到这些变异因素积累到相当显著的地步,以致这个分化出来的群体不可能(或者通常情况下不会)同原始的种群交配而繁殖后代时,该群体就会独立地进行繁殖,并沿著这条道路发展下去直至最终变成一个新物种。
自然选择是研究得最为详尽的一种进化机制,但是生物学家也同时考虑了其他各种可能的进化机制。生物学家一直在评估引起物种形成或产生有机物复杂特性的若干不寻常遗传机制的潜力。美国阿默斯特马萨诸塞大学的 Lynn Margulis及其他研究人员令人信服地证明了某些细胞器(如产生能源的线粒体)是通过古代有机体的共生融合而进化来的。因此,关於进化可能是由自然选择以外的其他力量所引起的研究,科学界表示欢迎。但是这些力量必须源於自然界,而不能归功於神秘莫测的创世天使的神力作用,因为这类作用的存在根据没有得到科学的证明。
12. 没有任何人看到过新物种的进化过程。
物种形成可能是相当罕见的,在某些情况下可能要花费若干世纪的时间。此外,识别一个处於形成阶段的新物种可能比较困难,因为生物学家对於如何界定新物种的概念有时持不同看法。目前应用最广泛的定义是 Mayr 提出的「生物物种概念」(Biological Special Concept)。该定律认为,某一物种是由若干独立繁殖的群体构成的一个确定种群,也就是通常不会或不能在其种群以外进行繁殖的若干种有机体。实际上,这一定义可能很难用於因相距遥远或地域不同而彼此隔离的有机体,也很难用於植物(更不用说无法繁殖的化石)。因此生物学家通常将有机物的实体和行为特性作为其物种归属的线索。
但是,科学文献中的确存在有关植物、昆虫及蠕虫的物种形成报告。在多数这类试验中,研究人员把有机体置於各种各样的选择条件下(以解剖差异、交配行为、栖居地喜好以及其他物种特性为选择对象),并发现由此而生成了一些不与外界异族物种进行繁殖的有机体种群。例如,新墨西哥大学的 William R. Rice和加利福尼亚大学戴维斯分校的 George W. Salt证明,如果他们根据果蝇对某种环境的喜好特性来选择一组果蝇,并将其单独隔离开来繁殖 35代以上,最终所得的结果是,被隔离的果蝇将拒绝与来自环境完全不同的果蝇交配。
13. 进化论者拿不出任何化石证据证明有过渡动物(如半是爬虫半是鸟的动物)出现过。
其实,古生物学家早就知晓有关中间化石(即外形介於各种不同的分类群体之间物种的化石)的许多详尽实例。最有名的化石之一是始祖鸟化石(Archaeopteryx),它既具有鸟类特有的羽毛特徵,又具有类似恐龙的骨骼结构特徵。研究人员还发现了大量其他有羽毛的动物化石,它们与鸟化石相似的程度,参差不齐。一系列届的化石完整地描述了现代马从小型始祖马(Eohippus)开始的进化过程。鲸的祖先是在陆地上爬行的四肢动物,而在它们之间的过渡动物则是名为 Ambulocetus和 Rodhocetus的两种两栖动物[参看本刊 2002年第 8期 Kata Wong所著的「征服海洋的哺乳动物」一文]。海洋贝壳的化石重现了各种软体动物在千百万年间的进化历程。大约二十多种人科动物(它们并非都是人类的祖先)填补了南方古猿露西(Lucy the australopithecine)和现代人之间的空白。
但创世说者却对这些化石研究成果视而不见。他们声称,始祖鸟并不是爬行动物和鸟类之间的过渡物种,只不过是一种已经灭绝的鸟类,具有某些爬行动物的特徵罢了。创世说者希望进化论者拿出一种匪夷所思、异想天开的怪物,它不能归入到已知的任何一类种群中。即使创世说者承认某一化石是两类物种之间的过渡生物,他们可能还坚持非要看到该化石与后两类物种之间的其他中间化石不可。这类令人恼火的要求可以一个接一个无休止地提出来,而化石记录始终是不完整的,根本不可能满足这样的无理要求。
不过,进化说者可以从分子生物学获得进一步的有力证据。所有有机体都拥有绝大部分的相同基因,但进化论者预见,这些基因的结构及其产物将根据各物种之间的进化关系而分异。遗传学家所说的「分子时钟」将记录这一时间进程。这些分子数据也显示了各种不同的有机体在进化过程中的过渡关系。
14. 生物在解剖层次、细胞层次和分子层次上均有令人惊异的复杂结构特徵;其复杂性哪怕是只差一点点,它们也将无法正常发挥其功能,对此唯一可能的结论就是,生物是神力设计而非进化的产物。
这种所谓的「设计论据」构成了最近抨击进化论的核心说法,而且也是创世说者最早使用的论据之一。1802年,神学家 William Paley撰文说,如果某人在地里捡到一块表,那麼最合乎情理的推论应该是这块表是有人掉在地里的,而不是靠自然力量形成的。Paley声称,由此推知,生物的复杂结构必定也是直接的神力所为。达尔文写了《物种起源》一书来反驳 Paley。该书阐述了作用於遗传特徵的自然选择力量如何逐步地完善复杂的有机体结构的进化过程。
一化又一代的创世说者以眼睛是一种可能靠进化而形成的结构来试图驳倒达尔文的观点。他们认为,眼睛之所以能产生视觉,全凭其各组成部分之间天衣无缝的组合。因此自然选择不可能倾向於眼睛进化过程中所需要的过渡结构(试问半只眼睛有甚麼用呢?)。达尔文似乎对创世说者的这种诘难有先见之明,他指出,即使是「不完整」的眼睛也可能有它的好处(如帮助动物转向有光的方向),因此可以被遗传下来以待进化过程对其作出进一步的改良。生物学证实了达尔文的分析:研究人员在整个动物王国中都可鉴定出原始的眼睛和感光器官,甚至还通过比较遗传学研究勾画出了眼的进化史。(现在看来,在不同的有机体家族中,眼睛是独立进化的。)
如今鼓吹神力设计的人比其老前辈更加老练,但其论据和目标仍是万变不离其宗。为了驳倒进化论,他们企图证明进化论不可能解释我们所知道的生命,进而坚持认为,唯一站得住脚的替代理论就是,生命是靠一种高深莫测的神力创造出来的。
15. 新近的发现证明,即使在微观层次上,生命也具有某种不可能通过进化产生的复杂性。
「不可简化的复杂性」是《达尔文的黑盒子:进化论面临的生化挑战》一书的作者,列哈依大学的 Michael J. Behe提出的口号。Behe以捕鼠夹作为「不可简化的复杂性」的一个通俗例子。捕鼠夹这种器具的特点是,只要有任何零件丢失,它便不起任何作用,而且它的各个零件只有作为一个整体的组成部分才有价值。Behe宣称,如果说捕鼠夹如此,那麼细菌的鞭毛就更是如此(鞭毛是一种起推进作用的鞭状细胞器,其功能犹如船舶的舷外发动机)。构成鞭毛的蛋白质如鬼斧神工般巧妙地排列成发动机的部件、方向舵以及工程师可能要求采用的其他种种结构。Behe声称,这样复杂巧妙的布局通过进化上的改良而设计出来的可能性实际上等於零,因此证明了它只能是神力表演的绝技。他对於凝血机制以及其他分子系统也表述了类似的观点。
然而进化生物学家已经反驳了这类看法。首先,有些鞭毛的构形比 Behe所提到的鞭毛简单,因此一种鞭毛并不一定需要上述所有组成部分均齐备才能发挥作用。Behe所提到的鞭毛其较高级的组成部分全都可以在自然界的其他地方找到先例,布朗大学的 Kenneth R. Miller及其他研究人员对此已有论述。实际上,整个鞭毛系统与一种名为 Yersinia pestis的细胞器极其相似(鼠疫细菌利用这种细胞器将毒素注射进细胞中)。
关键在於,尽管 Behe声称鞭毛的各组成系统除了用於推进作用以外没有其他任何价值,但实际上这些系统可能具有多种功能,从而有利於鞭毛的进化。因此鞭毛的最终进化过程可能仅仅是通过某种新颖的方式把原先为其他用途进化出来的复杂组成部分重新组合起来。加利福尼亚大学圣迭戈分校的 Russell F. Doolittle所做的研究表明,凝血系统看来是通过改良并完善了最初用於消化的蛋白质而进化的,这与鞭毛的进化有异曲同工之妙。所以,Behe用来作为神力设计证据的「不可简化的复杂性」并非真的不可简化。
另一类复杂性—所谓「特定复杂性」(specified complexity)—是贝乐大学的 William A. Dembski在其著作《设计推理》和《没有免费的午餐》中提出的神力设计论据的核心。他的论据实质上是说,生物的复杂性是任何盲目的、随机的过程永远无法产生的。Dembski声称,唯一合乎逻辑的结论是某位超人的神灵创造了生命并左右其发展,这一说法与 Paley 200年前的论断如出一辙。
Dembski的论据有若干漏洞。他暗示对生物进化的解释只是随机产生或神灵设计,这是不正确的。在圣菲研究所和其他地方研究非线性系统与元胞自动机(cellularautomata)的研究人员已经证明,简单的无向过程能够产生极其复杂的模式。因此,有机体中所呈现的某些复杂性从一定程度上讲,可能是通过我们几乎还不了解的自然现象产生的。然而这完全不等於说生物的复杂性不可能自然地产生。
结论—不科学的创世说
「创世科学」的提法本身就是自相矛盾。现代科学的核心原则就是方法论的自然主义,即力求通过观测到的或可检验的自然机制来解释宇宙。物理学用支配物质与能量的特定概念来描述原子核,并通过实验对这些描述进行检验。只有当实验数据显示先前的描述不足以解释观测到的现象时,物理学家才会引入新的粒子(如夸克)来丰富其理论。而且,这些新粒子的特性并不能随便定义(新粒子的界定受到严格的约束,因为它们必须能纳入到现有的物理学框架中)。
相反,鼓吹神力设计的理论家则搬出各种虚幻莫测的东西,并随意赋予它们以不受约束的各种能力—总之是,怎样能解答当前的问题就怎样说。这样的答案非但不能促进科学探索,反而会阻挡科学探索的道路(如,如何否定万能神灵的存在?)。
神力设计说不能解决任何问题。例如,具有设计能力的神灵是何时介入生命史的?又是怎样介入的?是通过创造第一个 DNA,第一个细胞,还是第一个人?每一物种都是神力设计的吗?抑或只有少数早期物种是神力设计的?鼓吹神力设计说的人常常回避这些问题。他们关於神力设计的说法常常是五花八门,迥然不同,他们也甚至懒得去互相沟通一下以自圆其说。他们采用排除法来进行论证,也就是极力贬低进化论的解释,将其斥为牵强附会或不完整的理论,从而间示只有以神力设计为基础的替代理论者是站得住脚的。
从逻辑上讲,设计说的鼓吹者完全是在误导人:即使某种自然主义的解释有问题,也并不意味著所有这类解释都应该一棍子打死。此外,他们的论述也没有使任意一种神力设计说显得比另一种更合理,实际上就是让听众们自己去作判断,而某些听众在进行这类判断时无疑会用宗教信仰去取代科学概念。
科学研究一次又一次地证明方法论的自然主义可以克服无知,为那些一度看来深不可测的难解之谜找到越来越详尽、合理的答案。有关光的本性、疾病的起源以及脑的机理等问题均是如此。现在进化论正在为破解生命如何形成和发展之谜做著同样的工作。创世说无论以何种名义作掩饰,都不会为这方面的科学研究增添丝毫有价值的东西。
人体功能态是指人在整体水平上表现出来的某些基本特征,主要包括生理状况,各种行为、功能等,如学习、思维、吃饭、睡觉、走路、工作,一定的体温、血压、呼吸、脉搏等。所以可以认为,人体功能态是一个客观存在。这与我们日常生活经验并无矛盾,也是很容易理解的常识。
人体功能态可以分为哪些呢?通过对各类现象的观察,我们认为可初步归为四个大类:正常功能态、反常功能态、超常功能态和异常功能态。
1、正常功能态:这是人们日常生活中最常见的大量现象。它指的是健康的人从事一般日常工作和生活的大量活动的高度抽象和概括,具体又可分为醒觉功能态和睡眠功能态两种。这两种功能态是有区别的,也是可以分别独立进行研究的,例如对睡眠功能态就可单独进行研究,但两者又互相联系,一个人不能永远保持醒觉功能态,也不能永远处于睡眠功能态。
2、反常功能态:我们把由于疾病或在对机体存活不利的外界恶劣条件下,人体处于的状态统统归为反常功能态,具体可分为疾病功能态和危机功能态。疾病功能态在生活中也是常见的和大量的,如精神病患者,可从轻度的失眠、神经官能症一直到精神失常;肺结核病患者的面部潮红、持续不断的低热等;某些急性病患者的呼吸加快、高热等。总之,一切因疾病引起的不同于正常功能态表现的,都归属于疾病功能态,指的是人体本身有了器质性病变。疾病功能态进一步发展,可形成危机功能态。当然,危机功能态也可能由于外界环境缺氧影响人体或人体大量失血等情况造成。危机功能态,人体调节到应急状况以保护生命,其极限即是死亡。这是恶性的不正常功能态。
3、超常功能态:这一概念可以认为是指良性的不正常功能态,它显示出超乎平常时的能力。超常功能态可分为体育运动中的竞技功能态,战士打仗、冲锋、拼刺时的警觉功能态。上述两种功能态不仅与大脑高度兴奋有关,而且与调动体力有关。此外还有灵感功能态,在这时,人的思维流畅,表现出很高的智慧,其中最杰出的表现被称为“天才”。灵感功能态主要表现在智力方面。在超常功能态下,人们可做出卓越的成就。
4、异常功能态:这也是不同于正常功能态的人体另一种状态,可以表现出异常现象。它进一步可分为在催眠作用下的催眠功能态,通过入静、意守等形成的气功功能态和具有特异功能的人进入的特异功能态。
这四大类十种功能态之间,可互相转换。正常功能态可视为人的“基态”,是通过物种长期进化、遗传变异而形成先天固样的相对稳定的功能态。除先天遗传性疾病患者外人类各种功能态都是由此出发而又转回到这一态上来,其中醒觉功能态又占据重要的地位。超常功能态主要是从醒觉功能态转化的跃迁态或激发态,可以通过良好的训练而达到。体育运动锻炼,战士练兵,经常不断地学习、思维等就是训练的方法。对异常功能态还研究得不够深入,我们知道得不多,但与正常态能互相转化是毫无疑问的。有某些事例表明,通过适当的训练,也可以促进异常功能态的产生。反常功能态则是我们不希望产生的,医疗治病以及对某些极限生理的研究,就广义来说,也就是促使反常功能态向正常功能态回复。其他方面的转化,如有些报道,某些人夜生了一场大病以后就获得了具有特异功能的能力,是否可看成反常功能态向特异功能态转化的例证,还是一个值得探讨的课题。
二
这四种分类是否有依据呢?
首先,上述四大类现象中的大多数都是人们所习见的。正常功能态的醒觉态、睡眠态是每个正常、健康的人天天要交替重复的,两者的区别也十分明显。反常功能态,也是大量见到的,这些均毋须赘述。超常功能态的表现,是文学作品、通讯报道、人物传记、影片电视戏剧中大量出现的,体育明星、战斗英雄、艺术大师、文学巨匠、科学泰斗等,在他们创造惊人的业绩时,总是在某一个时期,表现了超常功能态,这也是不难理解的。至于异常功能态,一般日常生活中不常见,所以需要叙述一下。催眠态,这是在催眠师通过施加“催眠信息”(如语言、动作等),使受试看进入催眠状态。在这种状态中。人暂时失去意识,但又不同于睡眠,因为可以使受试者按照催眠师的要求回答问题,或做出许多动作,而醒后毫无所知。催眠术在国外用于侦察破案、医疗等许多方面。催眠术流传起码已有几百年的历史。气功功能态当然也是一种态,例如硬气功者,他的手掌在平时也是缩软的,但进入气功功能态时,通过运气便可坚硬如铁,击碎鹅卵石。当然,气功的流派很多,各有不同练法,但其共通点是都要练功,有必要的姿式和动作,以及调整呼吸,放松肢体,最后达到意守、运气等,而且练功时便会产生不同于平常的状态,这也是众所周知的。特异功能态则是特异功能者所特别具有的一种状态,但这种态并不是任何时候“说来就来”的。凡参加过特异功能实验的人都知道,往往在做第一个实验的时候花费时间较长,而一旦做出来后就会较快地完成一连串项目;而有时甚至于一段时间内,功能完全表现不出来 。因而可认为有一个“特异功能态” 存在,只有进入这一状态时,才能表现出特异功能来。当然,上述分类只是根据已发现的现象的归纳,随着实验进一步的发展,当会有更精确的特征、参量来替代这些描述。
其次,从现代系统学的观点来看,人体正是一个复杂的巨系统。生物学的研究早巳把人体分成了许多层次,如系统(呼吸、消化、血液循环、神经、泌尿、生殖、运动等)、组织(结缔、脂肪、上皮、肌肉、神经等)、细胞(细胞生物学、细胞化学、细胞生理学、细胞遗传学等)、分子(分子细胞学、分子遗传学、分子进化论、分子分类学、分子生物学等,甚至量子等层次,每一个层次都可看成是人体这一系统的子系统。
而系统论的形成也正是通过对生物体的研究取得的。约五十余年前,冯.贝塔朗费首先把生物作为一个整体,同时把这一整体与它所处的周围环境作为一个大系统来研究,创造了一般系统磁(general system theory),强调系统的开放性,亦即系统与周围环境有能量和物质的交换(我们认为,在今天还要包括一个信息的交换)这就跟热力学第二定律研究的封闭系统(同周围环境隔绝,不进行物质和能量交换的有限系统)的只能增加定向无序的研究不同,把生物和生命现象表现出来的有序性和“目的性”同系统结构的稳定性联系起来。有序,才使系统的结构稳定,而有“目的”,就是系统走向最稳定的结构。
然而,复杂系统的有序性是如何产生的呢?
这一问题经过以普里高金为代表的比利时布鲁塞尔学派的几十年努力,从平衡态热力学出发,研究了称为偏离平衡态的热力学,创立了非平衡态热力学,进一步推广到研究远离平衡态的情况,发观了远离平衡态的稳定结构----耗散结构,而耗散结构正是一般系统中所要寻找的具有有序性的系统稳定结构。所谓耗散结构,从热力学观点来看,就是指系统必须是开放的,尽管系统本身产生嫡,但它又向周围环境输出嫡(或吸收负嫡),从而使系统的嫡值是—个“差值”动态的观念。如果输出大于产生,则系统保留的嫡在减少,从而定向有序。
这理论经过哈肯应用统计理论的处理,进入了协合学( synernetics)或译协同学)的阶段。协合学认为,对复杂的系统来说,尽管描述系统购变量可以有成千上万,但可以分别用一个坐标标出一个系统变量的值,面系统的瞬间状态总可以用这许许多多互相垂直的变量坐标轴所形成的多维空间一相空间中的一个点来表示。系统随时间的变化,就是这个点在相空间随时间变化的移动。如果系统自己要走向有序结构,那未,有序结构的点就是系统的目标。更复杂的情况下,有序结构的点是一种重复的振荡,则在相空间就有一个封闭的环,这个环就成了系统购目标。如果加上随机涨落,那么这种点或环不是那么清晰的,有些模糊。
应用上述概念便不难理解,人体的正常功能态正是人体这一个巨系统自身追求稳定、有序结构一个由睡觉功能态和睡眠功能态交替构成的往复振荡的“环”。而这一巨系统的形成,正是自然界几十亿年缓慢演化的结果。
当然,运用上述理论也不难理解,由于某个或某些子系统的变化,引起巨系统的瞬间状态偏离了稳定结构,从而相对形成反常功能态、超常功能态和异常功能态,当然也是不难理解的了。
然而,除了系统学的一般认识而外,就人本身来说,他还是一个有智慧的生物。就整体来说,神经系统,尤其是大脑这一系统在人体巨系统中占据着十分重要的地位,因而还要论述一下大脑的功能(意识)在人体功能态中的特殊重要地位。
在正常功能态中,醒觉功能态与睡眠功能态是交替进行的两种,其中主要的标志是大脑兴奋的区域部位和方式不同。近十余年来对睡眠功能态的研究,发现在睡眠中人有“快速动眼期”、“慢波期”等表现,在睡眠过程中这两个期交替出现;还发现有睡眠肮、睡眠因子等化学物质产生,可以认为这些都与脑的功能有关,因为现代科学已经证明,许多具有巨大生理功能的某些小分子多肤,是直接由脑分泌的。
在反常功能态中,虽然影响巨系统反常表现的直接原因是菜一子系统(包括系统 、器官 、组织、 细胞、 分子水平)产生缺陷,但整体的表现却与脑功能有关。且不说与脑功能直接有关的精神病与神经病,就是一般其他疾病,如肺炎弓起的高热、肺结核引起的低热,就都与体温调节中抠有关;在机体严重不利的情况下,如高山反应等,也都是通过脑的调控而产生的。
超常功能态与脑的关系就更大了。竞技功能态是运动员和教练员有意识、有目的地培养训练的结果。它要求运动员从正常功能磁通过大量的刺激(准备活动、大赛前的热身赛、临赛前的解除心理障碍等),达到大脑的兴奋,从而最有效地调动以体力和运动技巧为目的的最佳状态,投入比赛,从而创造出远远超出一般正常时醒觉功能态所能达到的成绩。警觉功能态,则是战士和指挥员平时有意识、有目的地培养训练的结果。它要求战士从正常功能态,立即进入战时的警觉功能态,通过大量的刺激(爱国主义思想、民族意识、作战命令、战场上的枪炮声、周围同伴的士气等),也使大脑保持专一性极强的高度兴奋。在这种情况下,脑的其他功能都与之协调、配合,因此,某些感觉反而迟钝了。例如,在战争激烈时,虽伤痕累累,也不觉疼痛;流了许多血,一点也无所谓;平时难以逾越的鸿沟。可一跨而过等等。至于“灵感”,虽然在脑中有时出现的时间级短,然而这可以认为是脑功能调到最协调、最有序,也即最佳状态的结果。“灵感”并非从天而降,它是逻辑思维(科学家)或形象总类(文学艺术家)长期积累的结果,而从事逻辑思维或形象思维,当然都是大脑的功能。
异常功能态也与大脑活动密切有关。催眠态的实质是受试者接受了催眠术者输入的某些信息,对人脑的某些部位产生了兴奋而另一些部位也协同这一部位而形成的一种态。气功态的实质是气功者用自我意识对大脑的某些部位实行调节、兴奋(我们认为,肢体放松、呼吸调节等一些动作,其实质也是使大脑某些部位进入气功态)。梅磊同志通过测量脑电活动,发现气功态下与正常状态相比,有一个波优势峰从钦区(正常态)向额区(气功态)的移位效应和波频率减慢的效应,这就说明了气功与大脑活动确实密切相关。特异功能态也可经过诱发和督练而产生与提高,其中主要是依靠大脑意识的控制,而且有些实验表明。某些入夜表现特异功能的同时,也出现了特异的脑电信号。
综上所述,人体功能态与脑的功能有着十分密切的相关性
人体科学是著名科学家钱学森在1981年1月提出的。人体科学是为了研究人体功能,进一步开发人体潜在的功能,最大限度地发挥人的潜力的—门科学。按照钱学森同志的意见,就人体科学体系来说,在应用技术、工程技术方面,它包括体育技术、武术、杂技、武打功、身段功。人----机工程是研究人跟机器的配合,使人与机器的效果达到最佳状态。医疗学科也是一个大的应用技术,包括各临床学科以及预防医学学科。而应用技术科学理论是上述学科的理论依据,如生物力学和运动心理学是体育科学的直接基础理论。人体科学的基础科学则是解剖学、生理学、组织学、胚胎学、遗传学、心理学等,这些都是早巳建立起来的学科了。而人体科学研究的真正目标,也是人体科学这一部门即将来临的重大进展,则是中医、气功和人体特异功能三个大方面。
按照这一认识,我们试图将人体功能态学说与上述研究作一比较。
1、正常功能态是以往生物科学研究的范畴。
可以认为,以往的阐明人体构造的解剖学,阐明人体功能的生理学,以及组织学、胚胎学、遗传学、细胞学、生物物理学、生物化学、生物能力学、实验生物学、人类学、人体形态学、人体测量学、人种学、老年学、气象生物学等等,都是人体正常功能态的基础理论研究。人之所以能维持正常功能态,是以这些方面的结构与功能正常为基础的。
2、反常功能态是医疗科学、病理生理学、护理学的研究范畴。
如前所述,反常功能态也是一个很大的概括。由于人体这一个巨系统由许多不同层次的子系统构成,而每一个层次的子系统偏离了正常,都有可能导致巨系统的改变,因此,各临床学科,如内科学、外科学、妇产科学、儿科学、眼科学、耳鼻喉科学、皮肤科学、神经病学、传染病学、骨伤科学、职业病学、护理学、少年儿童卫生学、营养卫生学、劳动卫生学、细菌学、辐射遗传学等等,这些研究的目的,是为了使人从反常功能态向正常功能态转化。
3、超常功能态属现代心理学研究范畴
对竞技功能态的研究,应是体育心理学的范畴,这一领域,在国外已有了一段历史,国内则近些年也开始了研究。警觉功能态的研究也历来未科学地进行系统的研究。不仅如此,实际上对两种思维形式中的形象思维也未进行系统的科学研究,而对逻辑思维的总结则有了逻辑学。如果人们能够掌握灵感的规律,大大地挖掘出人的潜力,那么,可以想见,这将会创造出何等巨大的精神和物质财富!因此,钱学森同志认为当前应该建立“思维科学”这一研究部门,是有远见卓识的。
4、异常功能态是人体科学的主要研究对象。
从上述介绍可见,其它功能态的研究均已纳入已有的传统学科,而异常功能态的表现,如气功和特异功能,在我国尽管有了几千年的历史记载,而从未能入科学之门。它的种种功能表现,常常使人不能置信,然而从整体角度进行考察,便可发现,对这些并非不能进行理论上的探讨,恰恰相反,它只是人体这一巨系统的一个属性、一个方面的表现。所有气功与特异功能现象是异常功能态的属性,这就是当今提出人体科学研究重点的一个依据。
其次,因为从整体研究,所以必须跟中医理论结合起来。众所周知,中医理论恰恰是强调了人的整体观,它的阴阳学说、五行学说、脏腑学说、经络学说、子午流注学说,都是从人的整体出发考虑问题的。中医的施治则强调辩证论治,强调人和环境之间关系的系统观,这些恰恰与今天发展起来的高度综合的系统科学可谓不谋而合,可以说中医理论含有朴素系统论的思想。然而,中医理论毕竟历史悠久,在当时,它不可能将以分析为基础的现代生物学、生理学的成就概括进去,因而在某些方面显得模糊是必然的,这不能不说是一个缺陷。
所以,必须将中医理论与现代科学的成就联系起来,将宏观的系统论与微观的分子生物学、细胞生理学等方面的成就结合起来。例如,1973年戈德伯格就将生物化学的成就——发现人体中的环腺苷酸(cAMP)和环鸟苷酸(cGMP)这一对互相拮抗的多效应生物分子与中医的阴阳学说联系起来,为中医的理论在分子水平上找到了物质基础,这不正是中医现代化一个很好的范例吗?
钱学森同志认为,人体科学在当前主要的研究方向是中医理论、气功和人体特异功能三位一体,核心是气功态的研究,这一见解是十分正确的。
四
人体功能态学说把气功研究的人体特异功能研究纳入了现代科学研究的轨道。
中医在我国有几千年的历史。解放后,党中央和人民政府一贯提倡中医,制订了一系列的中医政策,明确中国医药学是一个伟大的宝库;然而由于种种原因,中医仍得不到相应的发展。仅从中医队伍来讲,据有关资料统计,1958年全国中医有50万人,而至1978年只有25万人了。20年来,人口大大增长,而中医人数却在下降,这显然是不正常的。但尽管如此.中医还毕竟在医疗中占了一个位置,气功就更等而下之了,不仅在医院中没有它的地位,而且还一度颜受歧视。然而,气功在民间还是流传了下来,这本身就说明了气功的价值。今天,气功正逐步为大家所接受,这当然是一个很好的现象。
人体功能态学说,无疑把对气功和特异功能研究的地位确立了。它与正常功能态、反常功能态、超常功能态等研究一样,都是现代科学研究的对象,尤其是这个领域还仅仅是刚刚探索,因而就一定意义上来讲,它有着更广阔的前途。
人体功能态学说的提出,也把气功研究与人体特异功能研究的前期成果,归纳了起来。把众多的实验成果分一下类,哪一些只是气功和人体特异功能的现象记录,哪些实验更接近于异常功能态的本质,哪些是接近另一个科学领域的工作等,这样就使我们更做到心中有数,从而对下一步的工作更有了明确的主攻方向。
五
人体功能态学说的提出,具有很大的意义,它第一次明确地提出了气功功能态和特异功能态作为人的异常功能态的存在,大大开阔了人们的视野。
美国科学史家库思运用现代系统论的思想研究科学发展的绪构问题,认为自然科学的发展除了按常规科学一点一滴地积累之外,还必然会出现飞跃,出现科学革命。科学上的巨大发现,都是从根本上推翻过去科学家造成的普遍认识或“常规认识”,打被旧规范,创立新规范,这种思想和行为就是科学革命,它不仅使科学的面貌焕然一新,也将引起人们世界观的改变。人体功能态的提出,正是打破了人们传统的“常规认识”,它的最后确立终将引起一场新的科学革命,而现在正是这场新的科学革命的蕴育阶段。可以预料,这场革命是比相对论和量子场论更伟大的一场革命。
人体功能态学说的提出,还与现代科学的争论有关,例如与“c隐参量”、“万物相关原理”、“多世界理论”、“人天观”(“人择原理”、“人的宇宙原理”)等问题有联系,其中是否也可将几个难题放在更高的一个层次思考解决,也许希望会更大?因此说,人体科学的研究可能是当代科学前沿的一个突破口,并不是没有理由的。
人体功能态学说的提出,根本目的是为了挖掘人的潜力,进一步提高人类在自然界中的地位。如果我们掌握了超常功能态的规律,让更多的脑力劳动者经常爆发“灵感”,大大增加“天才”出现的频率,让体力劳动者、体育工作者常常处于竞技功能态,那将会大大提高工作效率,人类就成了“超人”,整个世界面貌将会有更大的改变。通过对异常功能态的研究,使人类有更大的认识自然、改造自然的本领,把人类中仅仅偶然出现的现象,变为全体人类共有的财富,挖掘出埋藏在头脑深处的宝藏,这是一副多么诱人的前景。
当然,这一些新的认识也必将冲击着人们的世界观,深刻地影响着人们对物质和精神的认识,但我们相信,一切新的科学发现都必将充实马克思的辩证唯物主义,而打碎的只是禁锢人们思想的桎梏。
人体功能态学说的提出,仅仅只有两年,尽管它是人们大量实验现象揭示结果和现代系统学思想结合的产物,有着坚实的基础,但就目前看来,尚未被科学界所关注,尤其是超常功能态中的灵感功能态与异常功能态中的气功功能态与特异功能态,更难为一般人所理解。
我们认为,一个学说的提出和建立,必须有大量的实验依据,经过反复多次论证与考险才能最终确立,而当前还缺乏抓住人体功能态本质的基础实验研究。从目前进行的实验来看,航天医学研究所梅磊等同志的实验,对气功功能态下波逆转与改变的描述,已接近到气功功能态的本质:所谓气功功能态就是人体中大脑这一巨系统的功能态改变。由此可推测,在“灵感”状态下,在特异功能态下,脑功能的活动与正常醒觉功能态会有什么不同,一旦捕捉到了这些本质特征,这一学说的确立也就无疑了。
当然,对脑功能的研究,必须是在活体情况下进行,而且受试对象需经过训练,而这样的受试者在人群中又只有一定的数量分布,再加上所要研究的功能态又只有受试者在相对安定的条件下才出现,这当中确实存在着矛盾。此外,目前对脑功能的研究,仪器手段只有高级脑电图测试仪、脑磁测试仪等,这些仪器相当昂贵,一般实验室都没有这样的设备,等等。这些都是困难的方面。这就需要认真对待,并且坚持不懈。
人体功能态学说和人体科学是一新事物,它在成长过程中,已经遇到过各种阻力,今后在前进的过程中也一定会出现曲折与困难,但我们坚信,在马列主义的理论指导下,我们定会取得胜利。