论文部分内容阅读
【摘要】:勒夏特列原理、楞次定律、生态系统的稳定性原理无一不揭示出这样一条自然规律:处于相对稳定状态的系统,当出现改变时,倾向于削弱这种改变。与此同时,在人类社会发展、宗教理论、中国古代哲学理论、西方哲学理论中也都存在相似的规律,推而广之,世界万物运动的终极定理应与之相似,即削弱改变,向恢复方向运动。
【关键词】:平衡(balance);稳定(stabilization);抵抗(resistance);恢复(revival)
1.引言
两千多年前,亚里士多德认为力是使物体运动的原因,把"力"看成是一种物质(实体),把它看成是使物体运动的原因,由此展开了人类对世界万物运动的原理的研究。二十世纪,爱因斯坦关于光速运动的观点已经暗示我们:如果我们要将光物质的运动(光速运动)现象和通常物质的力学运动现象归总在一起,并力图归纳出宇宙的运动本质的话,我们就不得不抛开力的因素,转而从物质自身的因素来哲学地考虑物质的运动本质,从物质的结构状态方面来物理学地考虑物质运动以及运动改变的真正原因。
2.平衡理论
牛顿第一定律认为:“一切物体在没有受到外力作用的时候,总是保持静止状态或匀速直线运动的状态。”保持静止状态或匀速直线运动的状态即为物体的平衡状态,物质平衡状态是自然环境以及物质系统共同决定的,当自然环境中的某个因素发生改变时,物质系统的稳定性受到影响,为消减外界环境因素改变的影响,物质系统做出反应,试图恢复原有的平衡状态,但物质系统无法完全改变外界环境的变化。这像是标志青春期的一句话——你让我那么做我偏不那么做,偏要和你唱反调,即心理学现象——逆反心理。在这里,物质系统本身的性质决定了它抵抗外界环境作用的限度,当外界作用低于此限度时,物质系统趋向平衡状态运动;当外界作用超出此限度时,物质系统无法恢复平衡状态,趋向熵增的方向运动。
整合以上段落内容,得出平衡理论,概括来说,即:“在一定限度内,一切物体系统为抵抗外界环境作用而做趨向于平衡状态的运动;超出一定限度,物体系统不能趋向平衡状态运动,而是向熵增方向做无规律的运动。”举个例子来说,同等大小的矿泉水瓶和玻璃瓶装有相同体积的水,将两瓶从两米高度水平抛出,结果不难发现:矿泉水瓶在落地后发生弹性碰撞,地面支持力对矿泉水瓶的冲量在瓶体可承受范围内,一定时间后矿泉水瓶静止,达到平衡状态,但瓶体凹陷,瓶内水分子排列顺序发生改变,平衡状态非抛出前的状态;玻璃水瓶触地后解体,支持力对玻璃水瓶的冲量超出瓶体可承受范围,玻璃水瓶内水四散溅出、玻璃碎片四处纷飞,此系统做熵增无序的运动。平衡是物体运动的终极目标,也是物体最稳定的状态,物体为了达到稳定而运动,这是平衡理论的核心。
3.相关现象
在广义相对论中,时空被抽象地看做一张具有一定限度的弹性软床,拥有正质量的物体使时空发生扭曲,进而产生引力。“在引力场中,时空的性质是由物体的"质量"分布决定的,物体"质量"的分布状况使时空性质变得不均匀,引起了时空的扭曲。利用平衡理论的观点来看,一定质量的物体对时空造成的扭曲程度没有超过物体所在时空的“扭曲限度”,时空为减弱此变化,如一张弹性网向上产生“弹力”,也就是向恢复平衡状态(即时空未被扭曲时的状态)运动,因而产生引力。2009年9月,以美国密苏里州立大学科学家为主的研究人员,利用射电望远镜对有太阳引力造成的时空曲率进行了一次极其精确的测量,得出较为准确的时空曲率测量值,对引力产生的时空扭曲论予以肯定。
物体做圆周运动在日常生活以及星体运动中十分常见,可以说是支持平衡理论的又一证据。物体做圆周运动是平衡状态的一个体现,向心力与离心力的调节是使物体系统保持动态稳定的决定性因素。做圆周运动的物体,由于惯性,总有沿着切线方向飞去的倾向。但它没有飞去,这是因为向心力在“拉着”它,使它与圆心的距离保持不变,也就是趋向保持原来的平衡状态。在星体运动中,我们为研究简单起见,把星体的运动近似看作是圆周运动,近似将星体绕恒星运动的水平空间看做无限远,由圆周运动公式:F = mv^2/r,当星体在圆周运动过程中忽然加速时,v增大,为恢复原平衡状态,即减弱F的变化,星体运动轨道增大。一定限度内,星体的运动加速或减速而带来的运动不稳定性会被轨道的变化削弱,星体也就能恢复圆周运动的平衡状态。
在生物学中存在这样一个现象:当烟草植株受到蛾幼虫攻击后,能够产生和释放一种可挥发的化学物质。尽管目前还不清楚这种化学物质的成分,但是可以确定它是一种信息素。因为烟草植株释放的这种化学物质,白天可以吸引蛾幼虫的天敌——捕食者,夜间又能够去除夜间活动的雌蛾,使他们不能停留在叶片上产卵[1]。烟草植株的这种行为虽不能完全避免幼虫的啃噬,但能够在一定程度上减少被啃噬的烟草株数,体现出当环境因素发生改变时,系统将会为减弱这种改变而发生自我调整的规律。在生态系统中,某些动物种群在数目膨胀后会采取自杀方式来使种群数量回落到环境容纳量,以保证种群能够适应环境、生存繁衍。可见,生物为与环境达到合适的平衡状态,具有天生决定的适应能力,在环境不允许其数目膨胀时,生物将会自减以恢复平衡状态。
社会发展角度,讲求可持续发展,可持续发展的核心思想是:人类应协调人口、资源、环境和发展之间的相互关系,在不损害他人和后代利益的前提下追求发展。可见,人与自然的平衡有多重要。
4.哲学理解
中国古代哲学有“天人合一”的理论,“天人合一”指物质世界是绝对运动的,思维反映存在,所以思维也应当是不断变化的,与时俱进的,物质与人以及物质之间是和谐统一的。它不仅仅是一种思想,而且是一种状态。在儒家来看,天是道德观念和原则的本原,人心中天赋地具有道德原则,这种天人合一乃是一种自然的,但不自觉的合一。但由于人类后天受到各种名利、欲望的蒙蔽,不能发现自己心中的道德原则。人类修行的目的,便是去除外界欲望的蒙蔽,"求其放心",达到一种自觉地履行道德原则的境界,这就是孔子所说的"七十从心所欲而不逾矩"。老子《道德经》:“天之道,损有余而補不足。” 在平衡理论看来,“天人合一”是人通过修养身心达到人与自然的平衡状态的体现,当人体系统与外界环境达到了相同“频率”的平衡,人也就达到了“天人合一” 的境界[2]。可见,平衡是人的最稳定状态。
五.统一需包容
爱因斯坦说:“人生就像骑自行车,为了保持平衡你必须不断地前行。”笔者一直认为,宇宙万物的运动规律是至简的,到目前为止的所有科学定律与相应的公式都只是在一定范围内解释了自然现象,繁琐的公式方程都近似地得出了与自然现象吻合的数据。经典物理学解释了低速宏观世界,相对论则解释了高速世界;巴耳末系得出了氢原子从n=3,4,5,6……能级跃迁到m=2能级时发出的光子光谱线系,但不能解释其他光谱区域,而赖曼系、帕邢系等则分别解释了不同的光谱区域。由此可见,统一的定律必须是包容的、哲学的、至简的。因此,物体运动的规律应是趋向平衡这一稳定美好的状态,在力所能及的范围内,物体为了“平衡”这一终极目标而不断运动,社会为了“平衡”而不断发展,宇宙为了“平衡”而不断演变。
参考文献:
[1]普通高中课程标准实验教科书 生物3·必修·稳态与环境[M].人民教育出版社,2007:107.
[2]百度百科-天人合一.
【关键词】:平衡(balance);稳定(stabilization);抵抗(resistance);恢复(revival)
1.引言
两千多年前,亚里士多德认为力是使物体运动的原因,把"力"看成是一种物质(实体),把它看成是使物体运动的原因,由此展开了人类对世界万物运动的原理的研究。二十世纪,爱因斯坦关于光速运动的观点已经暗示我们:如果我们要将光物质的运动(光速运动)现象和通常物质的力学运动现象归总在一起,并力图归纳出宇宙的运动本质的话,我们就不得不抛开力的因素,转而从物质自身的因素来哲学地考虑物质的运动本质,从物质的结构状态方面来物理学地考虑物质运动以及运动改变的真正原因。
2.平衡理论
牛顿第一定律认为:“一切物体在没有受到外力作用的时候,总是保持静止状态或匀速直线运动的状态。”保持静止状态或匀速直线运动的状态即为物体的平衡状态,物质平衡状态是自然环境以及物质系统共同决定的,当自然环境中的某个因素发生改变时,物质系统的稳定性受到影响,为消减外界环境因素改变的影响,物质系统做出反应,试图恢复原有的平衡状态,但物质系统无法完全改变外界环境的变化。这像是标志青春期的一句话——你让我那么做我偏不那么做,偏要和你唱反调,即心理学现象——逆反心理。在这里,物质系统本身的性质决定了它抵抗外界环境作用的限度,当外界作用低于此限度时,物质系统趋向平衡状态运动;当外界作用超出此限度时,物质系统无法恢复平衡状态,趋向熵增的方向运动。
整合以上段落内容,得出平衡理论,概括来说,即:“在一定限度内,一切物体系统为抵抗外界环境作用而做趨向于平衡状态的运动;超出一定限度,物体系统不能趋向平衡状态运动,而是向熵增方向做无规律的运动。”举个例子来说,同等大小的矿泉水瓶和玻璃瓶装有相同体积的水,将两瓶从两米高度水平抛出,结果不难发现:矿泉水瓶在落地后发生弹性碰撞,地面支持力对矿泉水瓶的冲量在瓶体可承受范围内,一定时间后矿泉水瓶静止,达到平衡状态,但瓶体凹陷,瓶内水分子排列顺序发生改变,平衡状态非抛出前的状态;玻璃水瓶触地后解体,支持力对玻璃水瓶的冲量超出瓶体可承受范围,玻璃水瓶内水四散溅出、玻璃碎片四处纷飞,此系统做熵增无序的运动。平衡是物体运动的终极目标,也是物体最稳定的状态,物体为了达到稳定而运动,这是平衡理论的核心。
3.相关现象
在广义相对论中,时空被抽象地看做一张具有一定限度的弹性软床,拥有正质量的物体使时空发生扭曲,进而产生引力。“在引力场中,时空的性质是由物体的"质量"分布决定的,物体"质量"的分布状况使时空性质变得不均匀,引起了时空的扭曲。利用平衡理论的观点来看,一定质量的物体对时空造成的扭曲程度没有超过物体所在时空的“扭曲限度”,时空为减弱此变化,如一张弹性网向上产生“弹力”,也就是向恢复平衡状态(即时空未被扭曲时的状态)运动,因而产生引力。2009年9月,以美国密苏里州立大学科学家为主的研究人员,利用射电望远镜对有太阳引力造成的时空曲率进行了一次极其精确的测量,得出较为准确的时空曲率测量值,对引力产生的时空扭曲论予以肯定。
物体做圆周运动在日常生活以及星体运动中十分常见,可以说是支持平衡理论的又一证据。物体做圆周运动是平衡状态的一个体现,向心力与离心力的调节是使物体系统保持动态稳定的决定性因素。做圆周运动的物体,由于惯性,总有沿着切线方向飞去的倾向。但它没有飞去,这是因为向心力在“拉着”它,使它与圆心的距离保持不变,也就是趋向保持原来的平衡状态。在星体运动中,我们为研究简单起见,把星体的运动近似看作是圆周运动,近似将星体绕恒星运动的水平空间看做无限远,由圆周运动公式:F = mv^2/r,当星体在圆周运动过程中忽然加速时,v增大,为恢复原平衡状态,即减弱F的变化,星体运动轨道增大。一定限度内,星体的运动加速或减速而带来的运动不稳定性会被轨道的变化削弱,星体也就能恢复圆周运动的平衡状态。
在生物学中存在这样一个现象:当烟草植株受到蛾幼虫攻击后,能够产生和释放一种可挥发的化学物质。尽管目前还不清楚这种化学物质的成分,但是可以确定它是一种信息素。因为烟草植株释放的这种化学物质,白天可以吸引蛾幼虫的天敌——捕食者,夜间又能够去除夜间活动的雌蛾,使他们不能停留在叶片上产卵[1]。烟草植株的这种行为虽不能完全避免幼虫的啃噬,但能够在一定程度上减少被啃噬的烟草株数,体现出当环境因素发生改变时,系统将会为减弱这种改变而发生自我调整的规律。在生态系统中,某些动物种群在数目膨胀后会采取自杀方式来使种群数量回落到环境容纳量,以保证种群能够适应环境、生存繁衍。可见,生物为与环境达到合适的平衡状态,具有天生决定的适应能力,在环境不允许其数目膨胀时,生物将会自减以恢复平衡状态。
社会发展角度,讲求可持续发展,可持续发展的核心思想是:人类应协调人口、资源、环境和发展之间的相互关系,在不损害他人和后代利益的前提下追求发展。可见,人与自然的平衡有多重要。
4.哲学理解
中国古代哲学有“天人合一”的理论,“天人合一”指物质世界是绝对运动的,思维反映存在,所以思维也应当是不断变化的,与时俱进的,物质与人以及物质之间是和谐统一的。它不仅仅是一种思想,而且是一种状态。在儒家来看,天是道德观念和原则的本原,人心中天赋地具有道德原则,这种天人合一乃是一种自然的,但不自觉的合一。但由于人类后天受到各种名利、欲望的蒙蔽,不能发现自己心中的道德原则。人类修行的目的,便是去除外界欲望的蒙蔽,"求其放心",达到一种自觉地履行道德原则的境界,这就是孔子所说的"七十从心所欲而不逾矩"。老子《道德经》:“天之道,损有余而補不足。” 在平衡理论看来,“天人合一”是人通过修养身心达到人与自然的平衡状态的体现,当人体系统与外界环境达到了相同“频率”的平衡,人也就达到了“天人合一” 的境界[2]。可见,平衡是人的最稳定状态。
五.统一需包容
爱因斯坦说:“人生就像骑自行车,为了保持平衡你必须不断地前行。”笔者一直认为,宇宙万物的运动规律是至简的,到目前为止的所有科学定律与相应的公式都只是在一定范围内解释了自然现象,繁琐的公式方程都近似地得出了与自然现象吻合的数据。经典物理学解释了低速宏观世界,相对论则解释了高速世界;巴耳末系得出了氢原子从n=3,4,5,6……能级跃迁到m=2能级时发出的光子光谱线系,但不能解释其他光谱区域,而赖曼系、帕邢系等则分别解释了不同的光谱区域。由此可见,统一的定律必须是包容的、哲学的、至简的。因此,物体运动的规律应是趋向平衡这一稳定美好的状态,在力所能及的范围内,物体为了“平衡”这一终极目标而不断运动,社会为了“平衡”而不断发展,宇宙为了“平衡”而不断演变。
参考文献:
[1]普通高中课程标准实验教科书 生物3·必修·稳态与环境[M].人民教育出版社,2007:107.
[2]百度百科-天人合一.