文章写到现在,有必要对之前的文章做个阶段性的总结。简单来说,前面的文章主要是基于缠师的“人的存在、分别,是一切能被人理论的理论、能被人现实的现实的理论与现实基础”(1) 这句话,对“人”,“分别”,“存在”,分别做了探讨。 生物人的走势 把生物人作为研究对象,通过分析地球上的生命物种的演化过程,得出如下结论。中生代/新生代是针对近三亿年的古生代动物群的中枢的离开段,而灵长目位于这个离开段的末端。而人类的进化也经历了从猴类的分离和从猿类的分离,属于灵长目动物走势的末端。 而智人阶段则是人类发展的晚期阶段或者离开段,内部又先后经历了早期智人和晚期智人阶段,最后发展到现代人。因此,虽然地球上物种的演化还没有结束,但是生物人的进化已经到了末期。生物人走势接近结束的主要理由如下: 从细胞到生物人的升级已经完成 现代人是灵长目走势末端的生物人走势的末端 人类社会的生长已到后期,这里又分两个角度: 从生物人到人类社会的升级已经到了尾声,”国家将逐步走向融合和一体” (2),直至消亡是最后一步。或者说随着资本全球化和经济一体化,国家这种组织形式也将演变并最终随着人类社会的融合而消亡。 从原始社会到奴隶社会到封建社会到资本主义社会,已接近下一阶段共产主义社会(缠论应该按照消费人口的级别来分。但这里按照影响力和读者理解习惯暂时使用马克思理论中的社会形态组织五阶段论)。 无论人类最终是否走出地球,在当前生物人走势的末端,也必然蕴含着生物人未来演化的各个方向,而摆脱肉体的束缚向虚拟人演化则是方向之一。 分别 基于缠师的“分别是一切现实的逻辑之根”(3) 等关于分别的论述,从“分别”所带来的分类出发,一步步递归到集合,网络,得出如下结论。 低级别个体通过自组织/它组织可以升级到高级别个体。 网络(包括内部网络和外部网络)是个体维持有序并升级高级别个体生存所必须的。 人类社会为了保持其生存和发展,必然要和外界以及内部的子系统之间发生交流交换。这里包括对外界物质和能量的获取,和人类社会内部之间的交流交换。 人类社会的进步离不开网络系统的发展 生物人以及人类社会的生存和发展,依赖于和外界进行有效的交流和交换,而有了连接和交换,人类的分工协作才有了实现的可能,现代科技的发展也就具备了基础。进而在这发展过程中,一步步编织着连接物质的交通网络和连接信息的信息网络。而正是信息网络的发展,才使得虚拟世界的实现具备了可能。 存在 人的存在是一切能被人理论的理论最初的起点。这里通过以熵增原理为核心现代科学理论对“存在”进行了推演,并从“因此人的存在,最原始的,不过是两种关系:一、人与物;二、人与人”(4) 的角度,得出如下结论。 人类和人类社会的生存和发展需要和外界交换物质和能量。 人类社会负熵获取的能力提升包括科技的发展和社会组织结构的变革。 人类社会的发展伴随着能源的革命和网络的变迁。 人类只有走出地球,才能继续发展。 这里总结了前面对过去和现在的分析,后面就开始推演未来的分类之一:虚拟世界。敬请期待…… 参考资料: 1. 顶翻东西经济学:缠中说禅经济学 (连载九) 2.捍卫马克思8:马克思意义社会主义实现的唯一渠道 3. 顶翻东西经济学:缠中说禅经济学(连载七) 4. 何谓二元经济结构 (后部分内容少儿与外星人不宜)
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虚拟世界系列22:新能源
能源,是指能够提供能量的资源。是指可产生各种能量(如热量、电能、光能和机械能等)或可作功的物质的统称。既然维持人类社会的存在及其发展所需的负熵主要来源于外界的物质或者能量,则能源实际上是人类社会发展的底层动力。没有能源,人类社会无法维持,没有从外界获取和利用资源能力的科技变革,人类社会也无法进一步发展。所以人类社会发展史,也必然包含了能源的发展史。人类社会的重大变革,背后都离不开能源相关科技的重大变革。 能源发展史 在人类社会的发展初期,由于人类社会的组织简单,科学技术有限,人类社会发展汲取的负熵实际上主要是植物能源(这里主要指社会生产和生活的主要能源,以草木为主,亦称草木能源,不包括食物)。在草木能源的阶段,人类对能源的转化是极其简单的。对“火”的使用是古人发明的一项重要的能源操控技术。因此,通过火来利用草木能源是人类文明发展的起点,也是人类进化过程中能够挣脱人猿总科中枢乃至和动物区分出来的底层动力。木材、秸秆等柴薪能源由于易获取、易燃烧、易运输等特点成为人类社会生产和生活的主要能源,人类绝大部分时间都靠草木能源赖以生存,并以此到达了农耕文明的巅峰。人类后来逐渐学会将畜力、风力、水力等自然动力用于生产和交通运输。这种初级形式的能源利用直到19世纪中期都没有太大突破。在1860年的世界能源消费结构中,薪柴和农作物秸秆仍占能源消费总量的73.8%。 第二次能源革命受工业革命(或者所需负熵压力)驱动,化石能源替代植物能源成为新的主导能源,人类社会正式步入化石能源时代。化石能源时代可以分为煤炭能源时代和油气能源时代两个阶段:煤炭能源时代开始于17世纪中叶,并以18世纪中期瓦特对蒸汽机的改良引发第一次工业革命为标志。蒸汽机的广泛使用一方面提高了煤炭开采的规模和效率,另一方面,煤炭的规模化开采和利用反过来为蒸汽机提供了源源不断的动力推动了工业化的发展;工业革命和能源革命交织在一起推动成就了英国的“日不落帝国”地位。内燃机的发明和电的发现将第二次能源革命推向高潮,开启油气资源时代。1859年,美国塞尼卡石油公司在宾夕法尼亚钻出一口油井,虽然很久之前很多地方钻过油井,但宾夕法尼亚这口井是第一口工业油井,拉开了石油时代的序幕。石油更高的热值和效能使得内燃机较蒸汽机更轻便,更高效,推动了汽车、飞机、轮船等交通运输工具的飞速发展,推动了石油产业和石油化工产业的发展。电器的广泛应用是第二次工业革命的最显著的特征,1960年左右,石油则正式取代煤成为第一能源。而率先进行的第二次工业革命和能源革命的美国经济得以快速发展,美国超过英国成为世界经济强国,随后又成为世界霸主。 由上可以看出,随着社会秩序的建立,行业的细化和人类社会内部的分工协作,以及随之而来的全球化进程,人类社会越来越有序,科技越来越进步,从外界获取和利用资源的能力也却越来越强。然而随着人类社会的进步,维持其社会运行的所需的负熵则越来越多,又逼迫着人类科技的进步,以及一次次的能源革命。那么,随着人类社会的进一步发展,化石能源必然满足不了人类的需求,必然会被新的能源所取代。而每一次的能源革命,也伴随着人类社会的动荡和变革。 能源发展规律 回溯人类历史所经历的历次能源革命,获取高效率和低成本的能源是能源升级的永恒主题。从能量的来源的角度进行分类,人类社会发展所需要的能源,主要来自地球外部天体能、地球自身能、与其他天体相互作用能。而从人类赖以生存的地球的角度来分析,地球维持其生存和发展所需的外部负熵来源主要是太阳能。 做为第一次能源革命的植物能源,是植物通过光合作用把太阳能转变成化学能存储下来,其主要来源是太阳能。而作为第二次能源革命中的煤炭,则是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物,其本质也是来自太阳能。第二次工业革命的石油是指气态、液态和固态的烃类混合物。石油的成油机理有生物沉积变油和石化油两种学说,按其来源,也是来自太阳能或者地球自身的质能转化。狭义天然气是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物。天然气的成因则比较多样,主要有生物成因和有机成因,按其来源,也是来自太阳能或者地球自身的质能转化。因此,无论是植物能源还是化石能源,其本质来源于对太阳能二次转化和地球自身的质能转化。此外,地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能也都是来源于太阳。因此,既然人类维持其生存和发展所需的能源主要来源地球自身和太阳能,而能源升级的途径,则必然是从提高太阳能的利用率,以及提高质能转化率着手。 第一次和第二次能源革命,很大程度上是对太阳能辐射的再次利用。而对太阳能的直接利用,则是最直接最有效的手段。因此,将太阳能直接转化为可用能源,则是能源升级的必然方向之一。广义的太阳能定义非常广泛,而这里的狭义太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换,是指太阳能的直接转化。虽然人类利用太阳能已有3000多年的历史。但将太阳能作为一种能源和动力加以利用,只有300多年的历史。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。而自20世纪70年代以来,太阳能科技突飞猛进,太阳能利用日新月异,成本控制和转化效率都有了很大提高,在世界能源体系中所占比例越来越高。具体太阳能的发展史有兴趣大家可以自行研究。各种能源比例变化的历史变化趋势如下图。 进一步分析,历往人类历史上每一次成功的能源变革,都有一个倾向的主线逻辑,就是能量密度出现数量级上的跃升。如煤炭比木柴高160倍,石油比煤炭也要高2倍。而无论是煤炭或者石油,本质上都是太阳能的储存载体。因此,目前的能源变革也可以看做是下一个太阳能储能载体及其利用的变革。从人类过去的能源进化史看,其本质上就是碳氢比的调整史,氢含量越高,能量密度越高,未来从碳能源转向氢能源是大势所趋。值得一提的是,燃料电池以氢气为原料,基础能量密度是汽油的3倍,电动机的做功效率还是内燃机的2倍,实际密度是汽油的6倍,优势明显。因此,采用氢能源的燃料电池代表着历史发展的方向之一,但最后能否走出来,还要观察。 目前所说的新能源,一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,包括太阳能、风能、水能,波浪能、洋流能和潮汐能,其本质上大部分都是太阳能的不同方式的应用,而其普遍缺点是由于实际条件的限制而不稳定。因此,新能源的发展受到储能技术的限制。而以电池和氢能为代表的储能技术的发展,也是新能源得以发展的重要支撑。而随着太阳能效率利用的最大化,人类的下一步则是必须摆脱对太阳能的依赖。 核能 作为能源升级的另外一个途径,提高质能转化效率,则随着核能的发展,技术路线变得越来越清晰。目前核能发展的路线有两个,核裂变和核聚变。核聚变就是小质量的两个原子合成一个比较大的原子。核裂变就是一个大质量的原子分裂成两个比较小的原子。这两个过程都会释放出巨大的能量。而核聚变释放的能量更大。现在人类掌握质能转换率最高的就是核聚变。氢弹爆炸的能量惊天动地,可以毁灭世界,这就是氢核聚变。而当今世界上只能利用裂变的链式反应产生的能量来发电。利用核能进行发电的电站称为核电站,核电站自20世纪50年代开始,根据其工作原理和安全性能的差异,目前又可将其分为四代,具体就不展开了。而可控核聚变作为人类能源变革的方向,虽然进展缓慢,却是最大的希望。而核能的发展,目前看也是人类摆脱对太阳能依赖的唯一途径。 啰啰嗦嗦一大堆,给个简单的推论。作为人类社会生存和发展底层动力和负熵的来源,能源革命或升级是社会发展的必要条件。而目前人类社会正处于以广义太阳能和核能为代表的新能源代替传统石化能源的巨大变革中,这也是随着未来世界包括虚拟世界对算力的巨大需求而必须经历的能源升级之路。最后,人类必须走出地球,寻求更多的负熵来源,否则人类将难以避免的走向毁灭。而可控核聚变技术的突破则是人类摆脱地球的希望之一。
虚拟世界系列21:现实世界的科技发展趋势
活着是生物人的最基本的需求。而生物人本身作为一个孤立的系统,活着则必须要从其所处的外部世界汲取负熵。汲取负熵,可以简单的理解为从外界吸收了物质或者能量(或称资源)之后,使系统的熵降低了,变得更加有序了。原始社会中,生物人从外界获取资源的方式非常的有限,渔猎和采集是其主要方式。为了提高对抗熵增的能力,或者说从外界获取和利用资源的能力,人类发明和使用工具,并且组织起来,分工协作,变得越来越有序,从外界获取和利用资源的能力也越来越强。然而为了维持人类社会越来越有序的状态,需要的负熵则越来越多,汲取负熵的能力必须不断提高。当外界可获取的资源达到限额,或者从外界获取和利用资源的能力达到瓶颈,则人类社会无法维持其有效状态,进而陷入混乱,直至维持其有序所需的负熵和汲取负熵的能力达到平衡。而当人类汲取负熵的能力提高到一定水平,则有机会开始进入下一个阶段,如此循环的螺旋式前进。科技的发展趋势科技的进步,从促进系统有序化、即获取负熵的视角来看,必然伴随着人类与资源之间连接能力的显著增强,以及对物质世界进行高效利用与改造能力的不断提升。从连接层面而言,这种发展趋势体现为人类与资源之间连接愈发紧密、迅速且便捷,其标志性成果包括交通工具的革新与网络技术的飞跃。同时,在物质利用与改造方面,科技进步则推动着人类能够利用的资源种类日益丰富,资源利用效率持续攀升,这一趋势在能源技术的不断突破中尤为显著。当然,基于“人终有一死”,或者鉴于人类生命的有限性,医药科技的进步作为贯穿整个科技发展脉络的重要组成部分,始终致力于延长人类寿命、提升生活质量。此外,科技发展的广阔领域还涵盖了人类各种能力的延伸,比如机器人等智能工具的迅猛发展,这些虽不在此详细讨论,但同样构成了科技进步的重要篇章。 互联互通人和物以及物与物之间的连接,主要通过日益进步的交通工具与错综复杂的交通网络得以实现。交通工具的演进历程,从最初的动物助力,逐步过渡到马车、帆船、蒸汽轮船、火车、汽车、飞机乃至航天器,每一步都标志着人类活动范围的拓展与连接能力的提升。这些交通工具所经之处,逐渐构建起公路、铁路、水路及航线等各种交通路线,它们相互交织,编织成一张覆盖全球的庞大运输网络。从发展方向上来说,连接人和物以及物与物之间的交通工具与交通网络,正朝着运载能力更强、速度更快、便捷性更高的方向不断迈进。科技与国家的发展史紧密相连,其中交通工具和网络的演进扮演着至关重要的角色。英国凭借蒸汽火车与蒸汽轮船的革新,引领了第一次工业革命,极大地拓宽了人类的活动疆域,促进了国际贸易与海洋探索的繁荣,其崛起背后离不开交通领域的深刻变革。随后,美国的崛起同样伴随着交通领域的飞跃。在第二次工业革命中,美国不仅见证了汽车的发明与普及,这一变革彻底颠覆了人们的出行方式,使得个人出行更加便捷高效;同时,飞机的诞生更是将全球的距离大幅拉近,极大地加速了信息的传播与人员的国际流动。这些因素共同作用下,美国赢得了“车轮上的国家”的美誉,其人均汽车拥有量长期位居世界前列,成为汽车文化的典范。值得一提的是,火车系统在美国的早期发展中也对国家产生了深远的影响,而航运技术的发展则支持美国成为全球经济中心,这里就不再讨论了。历史表明,人类与资源之间连接方式的每一次重大变革,都伴随着科技与社会结构的深刻调整。交通工具不仅重新定义了地理空间的概念,更深刻地影响了人类的生活方式、工作模式乃至整个社会的组织架构。它们作为人类手脚的延伸,正逐步进化为连接全球的无界桥梁,追求着更高的效率、更快的速度与更广的覆盖范围。从交通工具的角度,蒸汽火车和蒸汽轮船是第一次工业革命的产物,而汽车和飞机的发明和应用是第二次工业革命的产物。那么,从速度越来越快的角度,高铁的飞速发展代表了交通工具在速度上的新高度,是现代科技与工业文明的杰出成果。同时,电动汽车的兴起则是能源转型与资源高效利用趋势下的必然产物,结合智能驾驶技术,正朝着更加便捷的未来迈进。如果继续往下推演,作为突破地面束缚的飞行工具,比如飞行汽车/飞行器和无人机等,则更加快捷和方便,将引领未来交通工具的发展方向。而再往下进一步预测,突破地球束缚的载人火箭等,将是整个人类未来的发展方向。前文提过,除了物理上的连接,还有存在信息的交换网络。从连接的角度看,万物互联拓展了连接的范围,而虚拟现实则突破了空间的限制,也必然是科技未来的发展方向,这里就不再细说了。 能源从外界获取并有效利用资源,不仅意味着拓宽资源获取的边界,还要提升资源的质量与获取效率,即增强资源转化为负熵(即有用能量或有序状态)的效率。这一过程的进步,直接关联着人类提升获取负熵能力的发展,尤其是在物质与能量改造技术上的革新。关于能源议题的深入探讨,我们将在后续章节中展开,此处仅作简要概述。地球作为一个近似封闭系统,其主要外部物质输入极为有限,尤其是天外陨石的偶然性,而能量则主要来自太阳的辐射。因此基于质量守恒定律,在地球上的物质总量不变的情况下,人类发展的持续性主要收到来自太阳能量的束缚。也就是说,目前人类通过来自地球内部资源和太阳的负熵(主要是能量)来维持其有序状态。地球内部资源存在极限,而一旦来自太阳的负熵也不够维持其有序状态,则人类社会走向死亡。或者说一旦来自太阳的负熵不够维持地球的有序状态。地球包括地球上的人类将走向灭亡。因此,为了持续生存与发展,人类必须寻求地球之外的资源,太空便成为了人类向往的彼岸与未来发展的希望所在。航空航天技术的推进,直接关系到人类文明的未来走向。回顾历史,人类的第一次与第二次能源革命,实质上是对太阳能间接或直接利用的重大突破。当前,太阳能技术的直接应用已成为能源升级的重要趋势。然而,为了实现真正的可持续发展并突破太阳能的局限性,人类必须迈向更高层次的能源利用,即减少对太阳的直接依赖。这一跨越的核心在于质能转化效率的革命性提升,特别是核能技术的发展——无论是核裂变技术的优化,还是可控核聚变技术的突破,都是当前看来最为可行的路径。这一进程离不开包括新材料科技在内的多项前沿技术的协同发展与创新突破。 总结 人类社会包括科技的发展史,从某种程度上来说,也必然包括从外界获取和利用资源的能力发展史。这里简单总结。 交通工具和交通网络的发展扩大了生物人获得物质和能量的来源范围。交通工具和网络的是朝着传送的容量越来越大,速度越来越快,以及越来越便捷的方向发展。 信息网络的发展促进了了生物人(包括各种组织)之间的沟通交流,也提高了人类的分工协作能力。信息网络的发展,必然也是一个连接的速度越来越快,信息的容量越来越大,连接越来越便捷的过程。 人类目前被束缚在地球,那么基于质量守恒定律,在地球上的物质总量不变的情况下,人类发展的持续性主要受到能量的束缚。因此需要提高现有能量的有效利用率,以及质能转化的效率,包括外部的太阳能和地球内部的能源。 目前地球通过来自太阳的负熵(主要是能量)来维持其有序状态。一旦来自太阳的负熵不够维持其有序状态,则走向死亡,所以人类只有走出地球才能获得新的物质继续生存。 注:文中图片均来源于网络,若有侵权,请联系删除并致歉。
虚拟世界系列20:提高获得负熵的能力
如前文所述,人类社会与生物体系统一样,都属于开放的热力学系统,系统内部的发展变化过程要受制于热力学第二定律,遵从熵增原理,因此它是一个可以应用熵理论描述和研究的系统。人类的生存和发展需要不断从周围环境摄取能量和物质,同时也无时无刻地向周围环境排出能量和物质,即引入熵和排出熵的过程。但整体来说,人类社会的发展,是一个逆熵增的过程,即不断获取和维持负熵以维持自身的有序和活力。因此,人类社会的发展史,实际上也是一个获取负熵能力的发展史。而如果把人类获取的负熵能力按照人与人和人与自然关系做一个完全分类,可以推出,人类获取负熵能力的提高是从人与人之间的关系和人与自然之间的关系这两个维度来进行的。 人类社会的发展(人-人) 对于单个生物人来说,与外界进行物质和能量的交换是生物人活着的基础,即所谓的吃喝拉撒,这个比较容易理解。但是作为群居生物的人类,如果作为一个群体,则变得复杂。依据缠论,既然“分别则成为一切被人理论的理论相应的逻辑中最基础的逻辑”,那么在人类社会的内部,每一个单独的个体在人类社会进行能量和物质的摄取活动中(直接或者间接)所扮演的角色必然也是存在着分别的,或者说个体的社会分工必然是有区别的。而回顾历史,随着人类社会的发展,从原始社会文明到数字文明,社会分工的演化呈现出一种不断深化和细化的趋势。这一趋势不仅反映了人类生产力的逐步提升,也揭示了社会结构与功能的不断优化。 一、原始社会文明:在生产力极低的原始社会,社会分工主要基于性别和年龄的自然差异,男性多从事狩猎,女性则负责采集和生育。随着生产工具的改进和人口增长,出现了以血缘关系为纽带的氏族和部落组织,但分工仍停留在初级阶段,未形成复杂职业体系。 二、农业文明:进入农业文明后,生产力的显著提高推动了社会分工的复杂化。农业与畜牧业的分离,使得人类能更高效地利用自然资源;手工业与农业的分离,促进了商品交换和社会经济的繁荣;同时,社会阶层开始分化,形成了贵族、平民和奴隶等不同的等级结构。 三、工业文明:工业革命标志着人类社会进入工业文明时代,社会分工达到了前所未有的高度。职业的高度分化催生了大量新兴职业,如工程师、技术工人、管理人员等;城市化进程的加速,使得大量人口涌入城市,形成了多元化的职业群体,推动了城市经济的繁荣。 四、数字文明:随着数字技术的迅猛发展,人类社会正逐步迈向数字文明。在这一阶段,社会分工的细化趋势更加明显。新兴职业的涌现,如数据分析师、人工智能工程师等,要求高度的专业知识和技能;远程工作的普及打破了地理限制,提高了工作效率和灵活性;平台经济的兴起则通过整合资源和信息,进一步推动了社会分工的细化和优化。 从上面的简单分析可以看出,随着人类社会的发展,人类社会从自然进行能量和物质的获得和转换(或者说摄取负熵)中的分工越来越细化和优化。或者说,人类社会的发展历程中,社会分工的演化趋势呈现出不断深化和细化的特点。而随着分工的不断细化,随之而来的则是不同组织(群体)的形成以及不同分工之间的协作。而人类社会内部有效的分工协作,则在人类社会提高摄取负熵能力方面起到巨大作用。以工业革命为例,随着机器时代的到来和生产技术的飞速进步,人类社会从手工生产迈向了机器化大生产的新纪元。工厂内部实行了严格的分工制度,每个工人或部门都承担着明确的生产任务;同时,工厂之间也建立了紧密的供应链联系,形成了高效协同的生产网络。这种高度分工协作的生产模式极大地提高了生产效率,显著提高了人类从自然获得物质和能量的能力,推动了社会经济的迅猛发展。因此,工业革命不仅是人类历史上的一次重大飞跃,也是分工协作在提高社会负熵能力方面的一个生动例证。 从原始社会的萌芽到数字文明的璀璨,社会分工的日益细化不仅映射了人类生产力的飞跃性进步,更驱动了社会结构的持续优化与升级。每一个历史阶段的社会分工,都紧密围绕着当时的生产力发展水平而构建,从最初的基于性别、年龄的自然分工,到随后职业领域的高度细化与专业化,直至数字时代催生的新兴职业形态与远程工作模式的兴起,无一不彰显着人类对更高效、更精细地获取与转换能量及物质资源的不懈追求。伴随社会分工的细化与深化,自然而然地孕育出多样化的群体与组织,乃至形成更为复杂的阶层结构。这些社会群体与组织在持续的发展与演变中,不仅内部结构日益完善,它们之间的互动与关系网络也日趋复杂,构建了丰富多彩的社会生态。同时,包括交通工具和互联网的科技的发展也在深刻改变着不同群体之间的连接方式,不仅提升了交流效率,还进一步加速了社会结构的动态调整与变革。(这里就不多展开了,有兴趣可以自行研究)。 这个社会结构的变化并不局限于单个国家和地区内部,还扩展到不同国家和地区之间的分工协作,也就是所谓的全球化的过程。而现实总是在环境与结构对抗中寻找最佳的结构,而每一次的人类社会的科技进步也都会伴随着社会结构的变化,而这个过程并不是一帆风顺的。 综上所述,人类社会的分工协作与提高负熵的能力之间存在着密切的关系。而分工协作能够优化资源配置、提高生产效率、促进知识共享与创新以及增强社会稳定性与凝聚力等方面发挥作用,从而不断提高系统获取负熵的能力并推动社会向更高层次的有序状态发展。 (图片来源于网络,若有侵权请联系删除) 科技的发展(人-自然) 除了人类社会内部的发展,更显而易见的是科技的发展显著提高了人类获取负熵的能力,也是人类获取负熵的能力在人与自然的关系这方面的体现。而提高生物人获取生物人之外可以获取和利用的资源的能力,这里先从以下几个角度进行简单分类: 1.扩大获取资源的范围(可以被利用的)。这里又细分两个方向: a.从空间和时间的角度,缩短人和物以及物和物之间的距离; b.扩大可获得的资源的种类。 2.提高获取资源的质量和效率,或者说提高资源转为负熵的效率(资源利用率)。这里又细分两个方向: a.提高可以被利用的资源的转换效率; b.将不能被利用的资源转换成可以利用的资源。 3.对生物人自身的改造。从时空的角度,也可以分为两个方向: a.从时间的角度,提高生物人可获取资源的时间长度,比如疾病和寿命; b.从空间的角度,扩展生物人可获取资源的空间维度,比如各种生物人的延伸工具,也可能包括生物人的改造。 由以上分类可以看出,科技的发展,从人类获取负熵能力在人与自然的这个角度,实际上也包含了网络的发展-通过交通工具和交通网络扩大获取资源的范围,能源的发展-提高获取资源的质量和效率,生物技术的发展-对生物人的改造,以及相关的各种衍生方向的发展等等。当然,科技的发展还包括上面提到的促进人类社会的分工协作(比如信息网络)以及满足人类本身各种欲望的各个方向,这里就不一一展开了。 总结 随着人类社会的不断演进,对资源(物质与能量等)的需求日益增长,这一趋势促使人类不断提升从自然界中高效获取负熵(即有序能量)的能力。在人类历史的长河中,社会分工的演化展现出日益深化与细化的鲜明特征。这种分工的深化与细化,不仅极大地增强了人类从自然中汲取并转化资源的能力,还促进了多元组织与群体间的紧密协作,构建出丰富多样的社会结构与错综复杂的关系网络。 同时,科技的每一次飞跃,特别是交通工具与互联网的迅猛发展,不仅极大地拓宽了人类获取资源的边界,提高了资源利用效率,直接强化了人类从自然中获得负熵的能力,还革新了人际沟通的方式,显著提升了生物人之间信息交换与合作的效率。这一系列变革,进一步推动了人类社会结构向更加有序的方向发展,而社会结构的有序化,又反过来增强了人类从外界获取负熵的综合能力,形成了良性循环。
虚拟世界系列19:“存在”的物理学解释
根据之前提过的缠中说禅之应用方法,如果把生物人和人类社会作为研究对象,研究生物人和人类社会的存在则是一切与之相关的理论的起点。而存在是离不开现实的。现实的关系决定了现实的逻辑,而生物人和人类社会的存在也必然受现实世界的的束缚。 本时空下的现实的一些普适的真理,比如生死,阴阳,虚实等,也必然适用于处于本时空下的研究对象生物人和人类社会。而以研究人和物之间关系的现代自然科学,是研究自然界物质形态、结构、性质和运动规律的科学,对人类思想文明的进步起着巨大的推动作用,被广为接受。而其中的熵增定律被爱因斯坦称为“第一定律”。缠师的原文里,并没有对现实世界的一些自然科学原理做过多解释。倒是在《资源消耗瓶颈,中国威胁论的新谎言》这篇文章里,提到了热力学第二定律和耗散结构等非平衡态开放系统。 在这种可笑的逻辑中,资源消耗瓶颈的存在当成一种不可改变的存在。却不知道,人类经济的发展就是在一个个资源瓶颈的突破后出现的。现在用的所谓自然资源,只不过是宇宙可利用资源的低劣形态。能量守恒,哪有什么资源耗尽的可能。唯一在所谓科学上值得探讨的说法就是所谓熵值增大,因为热力学第二定律,最终的能量变得不可利用。而耗散结构等非平衡态开放系统研究早就把这种无聊的宇宙热寂说打得体无完肤。 缠中说禅—《资源消耗瓶颈,中国威胁论的新谎言》2006-03-27 因此,这里对热力学第二定律(熵增定律)以及后续在此基础之上发展的耗散结构理论和自组织理论做些简单解释。 热力学第二定律(熵增定律)和熵 熵增定律,又称熵增加原理(熵增原理),是最早克劳修斯提出的热力学定律,其表达式为:可以得到对于一切在给定热源下的工作循环,系统流入的热量Q与环境温度T存在: 当且仅当工作循环为可逆循环时 熵(S)作为状态参量最早由克劳修斯于1854年首次引入,1865年他把这一状态参量命名为Entropie(德语)。考察一系列不可逆过程中熵的变化(如在绝热环境中理想气体的真空自由膨胀,在绝热环境中两物体间热传递等等)经过计算,可以得到,这些过程中系统的熵 ΔS > 0。克劳修斯证明了任何孤立系统中,系统的熵的总和永远不会减少,或者说自然界的自发过程是朝着熵增加的方向进行的,这就是熵增加原理。通过熵增加原理,可以得到对于一个孤立系统,其内部自发进行的与热相关的过程必然向熵增的方向进行。而孤立系统不受外界任何影响,且系统最终处于平衡态,则在平衡态时,系统的熵取最大值。 最早的熵是一个热力学函数,后来又发展为系统混乱程度的度量。1872年,玻尔兹曼发表了《关于气体分子间热平衡的进一步研究》一文,文中首次提出了H定理,该定理是熵增定律的一种表示。1877年,玻尔兹曼表了《论一般力学定理与热力学第二定理的关係》一文,文中玻尔兹曼论证了系统宏观状态的熵与系统宏观状态所对应的微观状态数的正比关係,从而赋予了熵的统计力学解释,该解释后又赋予熵以系统混乱度的量度这一物理意义。普朗克在《论标准能量谱的能量分布定律的理论》(On the Theory of the Energy Distribution Law of the Normal Spectrum)中首次给出 这一关系式,该公式后被称为玻尔兹曼公式。玻尔兹曼公式中的W(现常写作Ω)代表热力学系统的微观状态数。由玻尔兹曼公式可以看出,熵的大小取决于系统的某一热力学状态对应的微观态数目的量。熵的增加意味着系统从微观状态数少的宏观态过渡到了微观状态数多的宏观态,由此可以看作一个系统的混乱程度,是由这个系统微观的平均统计数来衡量,其微观状态分布越均匀,宏观就越混乱,即熵越大。 在玻尔兹曼后,熵概念在诸多领域被重新解读,最为重要的是吉布斯熵和香农熵:吉布斯(Josiah Willard Gibbs, 1839-1903)将熵与概率论相联系给出了吉布斯熵,香农(Claude Shannon, 1916-2001)将熵概念与信息论结合给出了香农熵。这里就不多展开了。 从熵增定律可以得出,一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。而在一个孤立系统里,如果没有外力做功,其总混乱度(即熵)会不断增大。对于一个有序的生命体而言,如果没有从外部获得负熵的话,当熵达到最大值时,系统会出现严重混乱,最后走向死亡。对于生物人而言,一样逃不过熵增原理,而为了维持生物人的存在(活着),则必须要从外部获得负熵。因此,薛定谔说,人活着就是在对抗熵增定律,生命以负熵为生。 耗散结构理论 熵增定律主要讨论的是孤立系统。为了打破熵增定律的束缚,则只有从孤立系统这个前提着手,因此,后续又发展出了耗散结构理论。其主要描述如下: 耗散结构理论:一个远离平衡态的非线性的开放系统(不管是物理的、化学的、生物的乃至社会的、经济的系统)通过不断地与外界交换物质和能量,在系统内部某个参量的变化达到一定的阈值时,通过涨落,系统可能发生突变即非平衡相变,由原来的混沌无序状态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。这种在远离平衡的非线性区形成的新的稳定的宏观有序结构,由于需要不断与外界交换物质或能量才能维持,因此称之为“耗散结构”(dissipative structure)。 当把耗散结构理论运用于生物人和人类社会,则可以推出,为了维持人类社会的稳定的宏观有序结构,需要不断与外界交换物质或能量才能维持。换句话说,外界资源的局限性也同时限定了人类社会的宏观有序结构。而这和缠论三大定律之一的二元结构定律不谋而合。现实总是在环境与结构对抗中寻找最佳的结构,也就是说二元结构是人类欲望的无限性(贪嗔痴疑慢)和资源提供的有限性对抗中产生的。而如果人类社会如果需要继续发展升级,则需要突破获取外界资源的瓶颈。缠师也提到:“人类经济的发展就是在一个个资源瓶颈的突破后出现的”。而突破外界资源的瓶颈,本质上也就是提高获得外界负熵的能力(提高与外界交换物质或能量的能力),以打破资源的瓶颈。 自组织理论 除了熵增定律和耗散结构理论,后续又逐渐发展出自组织理论,来解释系统怎样从混沌无序的初态向稳定有序的终态的演化过程和规律。这也从另外一个角度解释了之前提到的递归角度的从个体到群体的演化规律。协同论涉及了系统内部的子系统之间的合作交流,而突变论则涉及了从个体到群体的演化中,“分别”的产生。具体就不多提了,大家有空自行研究。 自组织理论是关于在没有外部指令条件下,系统内部各子系统之间能自行按照某种规则形成一定的结构或功能的自组织现象的一种理论。该理论主要研究系统怎样从混沌无序的初态向稳定有序的终态的演化过程和规律。它主要有三个部分组成:耗散结构理论(Dissipative Structure)、协同论(Synergertios)、 突变论(Calastrophe Theory) 耗散结构理论:一个远离平衡态的非线性的开放系统(不管是物理的、化学的、生物的乃至社会的、经济的系统)通过不断地与外界交换物质和能量,在系统内部某个参量的变化达到一定的阈值时,通过涨落,系统可能发生突变即非平衡相变,由原来的混沌无序状态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。这种在远离平衡的非线性区形成的新的稳定的宏观有序结构,由于需要不断与外界交换物质或能量才能维持,因此称之为“耗散结构”(dissipative structure)。 协同论:主要研究系统内部各要素之间的协同机制,认为系统各要素之间的协同是自组织过程的基础,系统内各序参量之间的竞争和协同作用是系统产生新结构的直接根源。 突变论:它建立在稳定性理论的基础上,认为突变过程是由一种稳定态经过不稳定态向新的稳定态跃迁的过程,表现在数学上是标志着系统状态的各组参数及其函数值变化的过程。 总结 根据熵增定律和耗散结构理论,一旦个体间通过自组织的方式经过突破产生了集合并不断演化,也就意味者该集合进入了时间上、空间上或功能上的有序状态,从而开始走势的生长。而走势一旦启动,也就意味着走势必然会经历生,住,坏,灭的过程。如果把群体/组织看做是一个新的高级别个体或者新的系统,这个系统的生,住,坏,灭,本质上也是从无序转变为有序最终又归于无序的过程。而这个高级别个体的走势成长过程,也必然包括两个方向,一个做为个体需要不断与外界交换物质或能量才能维持其个体有序状态,另外一个则是个体内部子系统的有序状态的维持,也需要各子系统之间、各层次之间的复杂联系和相互作用。而当外界资源的有限性限制了该系统的存在和发展,则该系统必然要提高获得负熵的能力,以突破外界资源的局限性。而以人类社会为例,则提高负熵的能力则可以有向外和向内两个发展方向:向内则是人类社会的发展(人-人,或者说人类社会的结构),向外则是科技的发展(人-物)。 注:文章封面配图来源于网络,若有侵权,请联系删除。
