不可逆结构——论自然和人类社会的进化（上卷）（39）

九、不可逆性的本质——能量和作用力（2）

什么是不可逆结构？它的本质特征有哪些？在此，我们用最简单的语言给不可逆结构下一个定义：在自然力的作用下，运动中的物质以某种特殊的方式结合（或聚集）在一起，形成的一种相对稳定的动态平衡结构，并且结构的物理性质随之发生了一定的改变。当不可逆结构形成以后，因为物质间存在相互的作用力，使得结构具有了一定的稳定性，在条件、环境不发生巨大改变的情况下，物质就难以返回到以前自由的运动状态。新的结构产生了新的属性，也意味着稳定性发生了变化。如果要破坏一个稳定的不可逆结构，就需要施加一定的外力，或者改变环境的能量水平，来对抗自然力的约束。如果破坏某个结构需要的外力越大、或者能量越多，该结构的稳定性就越高。在所有的原子中，原子量较小的原子结构更稳定，而原子量很大的原子容易发生核裂变。如果要使原子量较小的原子发生裂变，耗费的能量将会非常巨大。我们知道，在天然及人工合成的2000多种核素（具有特定原子量、原子序数和核能态的原子）中，有近300种是稳定的，而大部分是不稳定的。不稳定的原子核能自发地发射某种射线而衰变，变成稳定的原子核；一些重的不稳定的核可以自发地分裂成两个或者更多个质量相近的原子核（即裂变），最后变成稳定的原子核。这说明原子量较小的原子聚合后的结构更稳定，而原子量大的原子的结构不够稳定，容易发生裂变。例如，自然界中存在的最重的核素是铀 235、铀238和少量的钚244，它们都是极其不稳定的元素。“不可逆性”反映了物质结构在一定条件下所具有的稳定性，以及物质结构进一步进化的能力。不可逆性的强弱取决于结构内部作用力的强度、外部环境的能量水平以及它们之间的互动关系。不可逆性不仅改造了物质的微观结构，而且改造了宇宙空间。物质结构的形成和进化使得时间的流动有了方向，空间里的内容越来越丰富，完全脱离了混沌、无序的运动状态。

由于自然界的作用力对物质结构构成了一种约束，它们会促使更复杂、更有序的物质结构逐步地形成，宇宙空间也同样变得越来越有序，伴随着“熵”值逐步降低。相反，能量赋予物质的是动能，让物质更富有“活性”，它会导致物质趋向于无序的运动状态，伴随着“熵”值逐步增加。在宇宙进化的过程中，这两种力量无时无刻不进行着较量，它们此消彼长、此起彼伏，但没有出现“一边倒”的局面。当自然力在某种状态下能够战胜物质的动能，保持相对地强势，物质就会聚集在一起形成某种结构；当物质结构能够抵挡住能量所带来的破坏力，它就有可能向更复杂、更有序的方向进化；反过来，相对强大的能量也会对一些不稳定的物质结构造成不同程度的破坏。只有当自然力和能量保持相对平衡、互有涨落的状态时，物质结构才能获得进化的机会，更复杂、更有序的结构才会出现。如果物质的动能较弱，自然力的作用过于强大，不可逆结构的进化速度就会变得缓慢，甚至停滞；如果物质的能量水平过高的话，不可逆结构的稳定性就会降低，甚至遭到能量的破坏。能量和作用力的关系是相互依存的，既对立又统一。这符合辩证唯物主义的哲学原理——事物都是一分为二的，事物发展的根本原因在于事物内部的矛盾性，矛盾双方既相互依靠又相互对抗，这种状态促使事物不断地由低级向高级发展。由此我们看到，所有事物的运动规律是建立在对立和统一的基础之上，对立和统一是宇宙物质运动、变化和发展的最根本原因。物质结构的形成来源于两个对立面的相互作用，物质结构的稳定性取决于两个对立面是否能保持平衡，而物质结构的破坏则因为两个对立面的平衡状态被打破。任何物质结构的进化都是在这两个对立面的强弱变化中进行的。要想维持结构的持久稳定，就必须保持两个对立面的平衡关系不能被打破，不能出现极端不平衡的状态。在现实中，平衡往往难以做到，极端状态也难以避免，因而不可逆结构存在的时间都会受到限制，越复杂的结构越不稳定，越难保持平衡。一旦能量或者作用力成为主导者，它便会产生“自我强化”的倾向。如果另一方难以抵抗“自我强化”所产生的强烈趋势，物质结构的破坏也就在所难免。

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