分享

负熵 负熵与价值

 动物丛林 2012-10-06


    在自然科学家看来,人类的发展过程实际上就是有序化的增长过程,人类的一切生产与消费实际上就是“负熵”的创造与消耗;在社会科学家看来,人类的发展过程实际上就是本质力(即劳动能力或社会生产力)的增强过程,人类的一切生产与消费实际上就是“价值”的创造与消耗。然而,无论是自然科学家还是社会科学家,既不承认“负熵与价值毫不相干”,也不承认“负熵就是价值,价值就是负熵”。那么,“负熵”与“价值”到底存在什么样的内在联系和本质差异?解决好这个问题对于实现价值理论以及整个社会科学的自然科学化,具有极为重要的理论意义。


一、形而上学还原论与辩证还原论


    在关于人类学和社会学研究的方法论上,存在两种完全不同的理论一种是人本主义;另一种是还原论。


    人本主义力图从人类本身所具有的某些特性来认识人类的本质,它脱离人类的生存环境、生物的进化过程和社会的发展过程来孤立地考察人类,把人类的某些超历史的、抽象的特性(如“本性”、“本质”、“存在”等)作为其观察参考系,来探索人类学和社会学问题,把人类自然存在的某些特性孤立化、绝对化。它最初是为了反对封建意识形态,反对把人的本性神秘化,反对认为国家和法具有超自然根源的唯心主义理论,把人理解为自然存在物和自然界的一部分,从而在这一点上表现出唯物主义的特征。但是,它把人类自然存在的某些特性看作是理性的、抽象的、永恒不变的、绝对化的本质,在对社会现实的理解方面表现出唯心主义的立场。它认为人是自然界的一部分,所有的人都具有完全相同的、永恒不变的本性,要求废除“不合理性的”和“反自然的”封建等级制度,建立法律形式上的平等制度,认为人的缺陷和苦难都是由环境、恶劣的教育、不合理的制度造成的。



     还原论力图从人类的生物性角度来认识其社会性,认为人类的进化与社会的发展都来自于化学进化与生物进化,人类社会的各种现象都可还原为化学变化与生物变化的低级运动形式。还原论存在两种具体形式:


①形而上学还原论;形而上学还原论把复杂事物理解为简单事物的直接累加,力图用简单事物的基本规律直接外推出复杂事物的基本规律把人类的社会性直接还原于生物性,否认人类社会性的特殊本质,力图把动物的行为规律直接外推出各种社会规律,把生物学规律原封不动地运用于解释社会现象,把生物性和社会性看作是等同地决定社会现象的因素。这种方法论上的折中主义态度最后往往把社会矛盾说成是生物性因素和社会性因素发生冲突的结果,例如,把利己主义理解为人的“天然本能”的表现,把利他主义(或集体主义)理解为人的社会特性的表现,把利己主义与利他主义的矛盾冲突理解为人的生物性与社会性的矛盾冲突的具体表现



②辩证还原论:辩证还原论把复杂事物理解为简单事物的发展与升华,一方面复杂事物具有与简单事物某些相同的特性,但是又有不同于简单事物的特殊本质;人类的社会性虽然是由其生物性发展而来,但具有某些完全不同的特殊本质,人类的社会性虽然可以还原于生物性,但不是直接的、简单的还原;人类的行为规律虽然是由动物的行为规律的不断发展而产生的,但具有某些本质的区别。



二、进化价值论与人本价值论


    在价值的初始形成问题上,存在着两大理论阵营:


一大理论阵营认为,价值必须具有人类的性质,随人类主体意识的形成而形成,是纯主观性质的东西,是由人性中最深处的需要、意识或理性来决定的,并按照人的理性尺度来度量的,称之为人本价值论,它是人本主义在价值论领域的延伸,是唯心主义的一种表现;


另一大理论阵营认为,价值不是从来就有的,也不是人类独有的,是生物进化的产物,因而称之为进化价值论,它是唯物主义还原论在价值论领域的延伸。


    人本价值论把人类的价值现象看作是在精神现象出现以后才随之出现的东西,把人类主体的出现作为价值存在和发展的原始起点。从而认为价值“必然具有人类的性质”,不能用自然科学的进化观念进行解释,否则便会导致“自然上帝”出现。这种观点认为主体是以精神的出现为标志而区别于客体的,由精神现象所决定的价值现象与自然界的物质运动规律完全不相干,因而与生物的进化过程无关。有些学者认为价值是由人的需要来决定的,而人的需要又是由人的理性意识来决定的。由于人本价值论绝对地割裂了人类社会与自然界之间的必然联系,把人类的价值现象看作是一种脱离物质运动的某种神秘东西,是一种由绝对精神和绝对理性来确定的另一种精神现象,其本质与绝对精神或绝对理性的唯心主义是一致的。由于人类意识也是逐步进化而来,那么与人类相伴的价值现象也应该是逐步进化而来,不可能在某一发展阶段突然出现,因此拒绝从自组织理论——进化论角度来研究价值,不符合辩证唯物主义思想。人本价值论是唯心主义在社会科学的价值理论领域的具体表现,广泛存在于各种人文科学中。


    进化价值论认为,既然人类主体是从非人类的客体进化而来,那么具有人类性质的价值现象必然是从非人类的其他物质现象进化而来,即价值的前身或胚胎必然是某种物理量或化学量,价值现象的出现也必然经历一个逐渐进化和演变的过程,价值的原始形式(称为潜价值)与价值之间没有不可逾越的鸿沟。价值事物与价值观念随着人类社会的进化而发展,不存在一个永恒不变的、理性的、绝对的价值尺度和价值标准。为了深入探索人类价值的进化根源,进化价值论把价值概念延伸到自然科学中的负熵概念上,因为负熵的内涵与价值的内涵有着十分相似的地方,其根本作用在于维持和发展耗散结构的有序化规模,而人类社会可以看作是一种高等耗散结构,人类社会的发展过程可以看作是一种有序化规模的增长过程,是一个不断创造负熵并消费负熵的过程。同时,人类社会的发展过程可以看作是一种价值规模的增长过程,是一个不断创造价值和消费价值的过程。控制论创始人维纳、系统哲学家拉滋洛以及生物学家米勒等人,均从自组织理论的不同层面,把价值视作“负熵”或系统的“目的环”,视作系统保持自身自在发展的“应变张力”,等等。但是,他们既无法区分也无法沟通负熵与价值这两个概念。



    在进化价值论的阵营里,又有两大基本派别:一个是辩证进化价值论,它是辩证唯物主义还原论在价值领域的表现形式;另一个是形而上学进化价值论,它是形而上学还原论在价值论领域的表现形式。


    形而上学进化价值论把一般耗散结构的负熵与人类的价值完全等同起来,无视其内涵上的巨大差异,生硬地拉扯在一起,但又找不到两者相互衔接的理论依据。他们把人类高度发展的价值现象与低等生物的生命现象简单地等同起来,使复杂多变的人类价值现象简单化、低级化了,无法圆满地解释错综复杂的社会现象和思维现象。其结果为人本价值论提供了大量攻击的借口,大大削弱了进化价值论的说服力。例如,有人认为:“同宇宙演化总趋势相反的局部发展过程形成价值。熵减少,负熵即价值。广义地讲,能量物质,信息的结合,聚集,消除不定性和绝对均衡就是价值,即正价值”(《价值和价值观念》第186页)。这种观点从热力学的角度来机械地、笼统地考察人类社会的发展变化,没有任何可操作性,既不能说明人类心智水平发展的一般规律,也不能对复杂的经济现象做出合理的说明,更不能对任何社会历史现象做出准确解释。


    另一种观点虽然发现了负熵与价值之间确实存在着内涵差异,但并不知道这种内涵差异到底是什么,而且也无法找到这些内涵差异产生的理论依据。他们虽然认为,社会意义的价值远比物理意义上的负熵复杂得多,但并不知道后者是怎样进化为前者的。普利高津看到了价值与负熵的巨大差异:“熵这种隐喻已经吸引了不少作者用它去论述社会或经济问题。显然,在这里我们必须十分小心。”由此看来,正确认识负熵与价值的内涵差异,是价值理论中的关键性难题。


    正因为形而上学进化价值论存在许多难以解决的理论难题,不可能从根本上击败人本价值论。由于价值现象比事实现象具有更大的运动变化的不确定性、表现形式的复杂性和主观反映上的随意性,因而更容易被罩上神秘的外衣,人们对它的认识更容易犯唯心主义错误,这就是人本价值论长期存在的客观原因。辩证进化价值论看到了负熵与价值的内在联系和本质区别,用科学的方法扩展了负熵的内涵,并转换成能量形式,使之与价值的内涵衔接起来。辩证进化价值论的形成与发展,彻底击败了人本价值论,从而把唯心主义赶出了价值论领域。



三、熵函数的来源及统计学意义


    热力学第一定律就是能量守恒与转换定律,但是它并未涉及能量转换的过程能否自发地进行以及可进行到何种程度。热力学第二定律就是判断自发过程进行的方向和限度的定律,它有不同的表述方法:热量不可能自发地从低温物体传到高温物体;热量不可能从低温物体传到高温物体而不引起其他变化;不可能从单一热源取出热量使之全部转化为功而不发生其他变化;第二类永动机是不可能造成的。热力学第二定律是人类经验的总结,它不能从其他更普遍的定律推导出来,但是迄今为止没有一个实验事实与之相违背,它是基本的自然法则之一。


    由于一切热力学变化(包括相变化和化学变化)的方向和限度都可归结为热和功之间的相互转化及其转化限度的问题,那么就一定能找到一个普遍的热力学函数来判别自发过程的方向和限度。可以设想,这种函数是一种状态函数,又是一个判别性函数(有符号差异),它能定量说明自发过程的趋势大小,这种状态函数就是熵函数。


熵函数的统计学意义:玻尔兹曼在研究分子运动统计现象的基础上提出来了公式(S=k×LnΩ,其中,Ω为系统分子的状态数,k为玻尔兹曼常数),这个公式反映了熵函数的统计学意义,它将系统的宏观物理量S与微观物理量Ω联系起来,成为联系宏观与微观的重要桥梁之一。基于上述熵与热力学几率之间的关系,可以得出结论:系统的熵值直接反映了它所处状态的均匀程度,系统的熵值越小,它所处的状态越是有序,越不均匀;系统的熵值越大,它所处的状态越是无序,越均匀。系统总是力图自发地从熵值较小的状态向熵值较大的状态转变,这就是隔离系统熵值增大原理的微观物理意义。



四、耗散结构及其形成的条件


    前文得知,一般物质系统的自发过程都是朝着混乱程度增大的方向进行。在孤立系中,气体总是从高压区向低压区扩散,热量总是从高温区自动流向低温区,两种气体总是自发地相互混合等等,总之,在孤立系的一切自发过程总是使熵值增大。然而,生物界和人类社会却是另一番景象,它们不断发生进化,不断从无序走向有序,不断从简单走向复杂,与热力学原理似乎是完全背道而驰的。


    对此,普利高津提出了“耗散结构论”,他认为:当处在远离平衡的开放系统中,通过控制某些边界条件可使系统失稳,并过渡到与原来稳态结构完全不同的新的稳定态。这种建立在不稳定态之上的新的有序的稳定结构,是依靠与外界不断交换物质和能量来维持的,称之为耗散结构。他还认为,一个远离平衡态的开放系统,有可能通过从外界取得负熵流的办法来抵偿系统内部的熵增量,使系统总的熵变为零甚至为负值,从而使系统的有序化程度越来越高。这样,普利高津在不违反热力学第二定律的条件下,把物理学规律与生物学规律统一起来了,为用物理学和化学方法来研究生物学问题开辟了道路。



耗散结构的形成需要满足四个条件:


一是开放系统。熵和能量一样是可以传递的物理量,不同之处在于孤立系统必须遵守能量守恒定律,而熵则不必守恒,它会在自身的不可逆过程中自发地产生出来。只要系统与外界的熵交换小于熵产生,则系统的总熵变就小于零,从而使系统进入相对有序的状态。所以对于开放系统来说,系统进入有序的耗散结构状态,并不与热力学第二定律相矛盾。


二是远离平衡态。开放系统是形成耗散结构的必要条件,而不是充分条件。一般系统在近平衡态的输运、涨落等总是尽可能地趋近于平衡状态,因此平衡态和近平衡态是不可能出现耗散结构的。只有在远离平衡态,线性关系不再适用,熵产生率不再随时间单调减少,而是可增、可减,也可随时间振荡变化。


三是非线性的正反馈作用。正反馈不仅是热力学系统产生的原因,也是有序化产生的重要因素,它可以看作是一种自我复制、自我放大的机制,正是这种机制使无数个小分子的微观行为协同动作,而产生出宏观的、有序化的行为来。


四是涨落导致的突变。由于物质系统存在某种非线性的正反馈作用条件,系统中的某些涨落一旦达到正反馈发生作用的临界条件,该系统就会产生突变现象。任何耗散结构都是通过某种突变过程而出现的,并通过多种形式的突变过程不断地向前发展。生物进化的过程经历了无数次分叉,形成了复杂的“进化树”,其中的每一次分叉都是由于偶然的涨落因素作出的选择。



五、有序化能量与无序化能量


要使耗散结构朝着自发的方向进行,则必须使下式成立

dS=dSe+dSi≤0

即 dSe≤-dSi


    根据“熵”的原始定义dS=dQ/T可知:T是熵流的温度,其值永远为正;而dQ是该熵流中能够改变系统内部要素有序化程度的那部分能量。当dQ为正值时,dS为正值,称为正熵,说明该熵流只能降低系统的有序化程度,它所对应的能量dQ是一种引发无序化过程的能量;当dQ为负值时,dS为负值,称为负熵,说明该熵流可以提高系统的有序化程度,它所对应的能量是一种引发有序化过程的能量。虽然在形式上讲,影响耗散结构有序化过程的因素是熵或负熵,但真正起实际作用的却是熵或负熵所对应的能量,任何形式的熵或负熵都是以一定的物质能量作为其客观内容和基本动力。例如,对于一般的动物来说,输入体内的负熵主要来自于食物所包含的生物化学能量。为了区别熵及其所对应的能量,现提出熵变能的概念。


熵变能:熵变dS与其温度T的乘积称为熵变能,用dQb来表示,即dQb=T×dS。


熵变能可分为负熵变能和正熵变能两种,其中负熵变能用于促进耗散结构的有序化过程,即称为有序化能量,用Qy来表示;正熵变能用于促进耗散结构的无序化过程,即称为无序化能量,用Qw来表示。


    到底怎样区分有序化能量与无序化能量?如果一束能量没有任何确定性,完全不能按照主体需要的进行流动和转化,那么就是完全无序的,此时能量的流动和转化具有无限多的选择方向;相反,如果一束能量能够完全按照主体需要进行流动和转化,具有完全的确定性,那么就是完全有序的,此时能量的流动和转化只有一个选择方向。由此可见,能量进行流动和转化时所具有的选择方向越多,其有序性就越低,即选择方向的数量在根本上决定着能量的有序性。现提出有序化能量的计算方法。

y=Q∑(i/)

其中,Q为总能量,i为能量运动与变化的状态数或自由度,Pi为能量第i种状态的发生概率。



根据能量自由度和发生概率的不同取值,有序化能量有四种特殊形式。


完全有序化能量。当i=1,Pi=1,则Qy=Q,即当能量进行运动与变化时的状态完全确定时,其有序化能量等于其实际能量。

状态型不完全有序化能量。当i>1,Pi=1,则Qy=Q/i,即当 能量以多种状态进行运动与变化时,其有序化能量等于其实际能量除以状态数。

概率型不完全有序化能量。当i=1,0<Pi<1,则Qy=Q×Pi,即当能量以一种状态进行运动与变化,其有序化能量等于其实际能量与发生概率之乘积。

完全无序化能量。当i→∞,Pi=1,则Qy→0,即当能量以足够多的状态进行运动与变化时,其有序化能量就趋近于零。



     有序化能量的最基本特征就是目标性,它是判断能量是否有序以及有序化的程度的客观标准,对于不同的主体,能量有序性的判断标准是不一样的。例如,牛羊的大量繁殖对于老虎来说是一种有序化能量的增长,但对于植物来说是一种无序化能量的增长。


    对于一般的低等生物来说,只有很少的几种能量是其有序化的能量形式。例如,对于植物来说,只有能够得到有效利用的太阳能是其有序化的能量形式;对于动物来说,只有食物(而且是主食)中所含有效的生物化学能是其有序化的能量形式。对于人类来说,有序化的能量形式是多种多样的,并且随着生产力的发展而不断扩展:人类最早的有序化能量主要是食物,由于火的应用,人类扩展了食物的范围;由于人类可以按照不同的需要建造各种各样的扩展耗散结构,从而间接地把许多形式的无序化能量转化为有序化能量;人类还可以通过发电设备将各种水力、煤炭、石油、核能、风能、太阳能等无序化能量转化为电能;由于电能可以方便地流动和有效地转化,因而逐渐取代食物成为人类主要的有序化能量。



六、广义有序化能量


    耗散结构论认为,负熵是维持和发展耗散结构有序化过程的“动力源”,只有不断地向系统内输入负熵流,才能抵消其内部所产生的熵增,阻止系统向无序化方向的变化,以维持和发展系统的有序化运动。显然,这种观点只是从纯能量交换的角度来考察耗散结构的有序化过程。


    然而,自然界的物质除了具有能量这个最基本的特性以外,还具有许多其他的特性,如物理特性、化学特性、生物特性、社会特性、信息特性等,这些非能量的物质特性只要组织和配合得好,都可以用来促进人类的生存与发展,用来维持和发展人类的有序化,在客观上起到了与有序化能量相同的作用,并可按主体的客观需要折算成相当数量的标准有序化能量,即耗散结构的有序化进程不光是由能量交换的情况来决定,还必须由物质交换和信息交换的情况来决定。由此可见,一些非能量形式的、广义的有序化能量可以依附于有序化能量之上,间接地对耗散结构的有序化程度产生影响。例如,洞穴虽然并不为动物直接提供食物能量,但它能在冬季为动物御寒,使动物减少体热的散失,还降低动物的疾病发生率和死亡率,这在客观效应上减少了食物能量的流失,提高了动物机体对食物能量的利用效率。显然,这些非能量形式的“有序化能量”从客观效应上确实起到了与有序化能量完全相同的作用,同样可以促进着耗散结构有序化发展,在功能特性上起着替代、补偿、加强、催化、扩展有序化能量的作用,是一种间接的有序化能量。为了区别这些特殊的有序化能量,现提出如下概念。


有序化虚能:物质的某些非能量特性按照主体的客观需要所折算成的有序化能量称为有序化虚能,用Qx来表示。

广义有序化能量:有序化实能Qs与有序化虚能Qx之代数和,称为广义有序化能量,用Qg来表示,即Qg=Qs+Qx



七、价值的精确定义


    不难发现,广义有序化能量的概念完全建立在自然科学基础之上,其内涵已经与建立在社会科学基础上的价值的内涵基本相同,由此提出价值的精确定义。

价值:对于确定的主体,事物所具有的广义有序化能量就是价值,用Qg来表示(为了简便起见,可用Q来表示)。


根据价值的精确定义,不难得出如下结论:

1、价值的度量单位与能量单位完全相同,即“焦耳”或“大卡”是价值的标准度量单位。

2、有序化能量有一个最基本的特征,那就是目标性。不同的主体有着不同的目标性,同一事物对于不同主体将表现出不同的价值,因此要确定事物的价值,必须首先确定主体。

3、由于主体的目标性不仅随着环境条件的变化而变化,而且随着主体内部状态的变化而变化,因此要确定事物的价值,还必须确定环境条件和主体的内部状态。

4、由于有序化能量的计算是以标准有序化能量为基本尺度,同一事物的价值会因选取的标准有序化能量不同而得出不同的数值,因此要确定事物的价值,还必须确定标准有序化能量。

综上所述,负熵与价值虽然都是推动主体有序化发展过程的动力与源泉,但它们并不是等价的,既有联系也有区别,其联系主要表现在:负熵所对应的能量形式(即负熵能)是价值的最基础形式,价值是负熵能的发展形式,是广义的负熵能。其区别主要表现在:

1、度量单位不同。负熵的度量单位是“焦耳/开”,价值的度量单位是“焦耳”,只有负熵能与价值有相同的度量单位。

2、负熵考虑的只是能量交换对主体有序化的影响程度,价值不仅要考虑能量交换,而且还要考虑物质交换和信息交流对主体有序化的影响程度。

3、负熵往往是单一形式和单一层次的,而价值是多形式和多层次的,根据对负熵能进行替代、补偿、加强和扩展时的不同方式,价值可分为四个基本层次,且每一基本层次的价值又可有多种具体形式。

4、负熵只反映了对主体有序化过程产生直接影响的那部分能量,而无法反映产生间接影响的另一部分能量。负熵概念使人们只能认识到怎样才能有效地接受能量的作用,而价值概念使人们能够认识到怎样才能有效地利用能量和驾驭能量。

总之,价值的本质实际上就是广义负熵所对应的能量(即广义负熵能),而不是广义负熵,更不是负熵。



八、价值的两种基本形态

    根据价值的精确定义,可以发现:如果事物本身是一个主体,那么它对于另一确定主体所具有的价值是一种特殊形态的价值,称之为劳动价值。由此,价值可分为两种基本形态。

使用价值:对于确定的主体,一般性事物所具有的广义有序化能量就是该事物的使用价值,用Qu来表示。

劳动价值:对于确定的主体,某个主体所具有(或所释放的)的广义有序化能量就是该主体所具有(或所付出)的劳动价值,用Qv来表示。


    使用价值可分为生产资料使用价值和生活资料使用价值,生产资料使用价值的实际效应最终体现为它所直接或间接生产的生活资料使用价值。人在消费过程(通过生活资料使用价值的作用)具备了一定的劳动能力,这种劳动能力作用于某一客观事物(即劳动对象)时,可产生一种特殊形态的价值,即劳动价值,它是一种可以创造更多使用价值的使用价值。由此可见,使用价值与劳动价值分别代表着两个不同的作用方向:使用价值代表着客观事物对于人的作用,劳动价值代表着人对于客观事物的反作用。

 

 

################################################################

 



陈体慎先生(以下简称陈兄)逐段点评,全面批驳了我在《负熵与文化—后现代经济解释之二》中的观点。归纳起来,意见包括经济学的研究范围、价值论、交换论和目的论四个方面,几乎串成了一个系统。我很感兴趣,想分别从这四个方面作答。


  关于经济学的范围:经济学可以不可以将熵包括进来?

  陈兄说,“工业时代和信息时代的语言一旦还原为热力学语言,就会变成物理问题,一旦变成物理问题,工业时代的特点和信息时代的特点就被抹杀了。”“经济学包括不了熵和负熵的过程。经济学将熵包括进来,就像经济学把社会科学包括进来一样不合逻辑。”

  这里需要解释一下,把熵引入经济学,我并不是第一个“肇事者”,里夫金的《熵:一种新的世界观》是较早使用这一概念的。熵这个概念虽然来自物理学,但人们对它的理解,早已不限于物理学概念的范畴,尤其是在普里高津的耗散理论提出后,熵作为系统论基本概念的地位已经超过其作为物理学概念的地位。申农的信息熵,用熵来解释信息的特点(不确定性及其消除);阿罗的信息经济学,也是用熵的概念进行经济学解释。在国际上,从巴塔耶到布瓦索,熵的思想一步一步从概念演变成为一种经济学的整体框架;在国内,张明107万字的大部头巨著《负熵与货币—经济学的重构》,第一次以熵为基石,串联起了整个经济学的理论体系。虽然这种体系还没有成为主流,但把熵纳入经济学范围来研究,我认为是没有问题的。

  不仅如此,把熵纳入经济学研究,还有很强的现实意义。首先,第三次浪潮与工业化浪潮的一个重要分野,就在于“不确定性”,将“不确定性”纳入经济学研究范围,是经济学的一个重要时代特征。熵,作为不确定性的度量,或不确定性的消除,已经成为信息经济学的基本概念。我相信它进入一般理论经济学的日子也不会太远了。其次,第三次浪潮要以人为本,就离不开人的主观能动性这一面。经济人理性,本质上是确定性的;而幸福和快乐,在本质上却具有不确定性。我不太赞同陈兄说的“经济学研究经济人是天经地义的,因为它明确表明经济学研究人的经济关系”。诚然,如陈兄所说,“人的非理性现象在人类诞生那一天就有了,不是在后工业化才产生的”,但同时也要看到,随着历史进步,“人的自由而全面发展”这样一种超越经济人理性的现象,会成为后工业化社会的突出特征。而熵的观念,正好引导了一条通向人的体验的路径。我注意到,陈兄以前关于幸福的思考,与我所见略同,只是没有与熵联系起来。而巴塔耶的耗散理论,对此有过富于启发性的论述,我想请陈兄注意这一关联。

  当然,如果陈兄的本意是说,经济学是研究人的,不要用物理学代替经济学。那我想我是不会反对的,而且也是赞成的。


  关于价值论:有序和价值的关系

  陈兄说,“有序和价值是不同的概念,主流经济学没有这样的说法,有序高价值就高。”

  有序这个概念,是熵的延伸。熵代表不确定性、混乱度。一个系统的熵值越高,它就越显得混乱无序,或者说,它的有序化程度就会越低。主流经济学确实没有从系统论角度论证过价值,因此也不会将系统的有序化程度与价值联系起来。

  但是,如果将系统论引入经济分析,就可以很自然地观察到有序与价值的内在联系。我向大家推荐张明《负熵与货币》中“劳动输出负熵”这一节。劳动创造价值,与“劳动输出负熵”是一个意思,而有序是指负熵度高。劳动输出负熵,自然提高了系统的有序度,这个判断与主流经济学并不矛盾,有序与价值是内在相关的。

  其实,我本来的观点,是不赞成“有序高价值就高”的。“有序高价值就高”,只是“翻译”主流观点。我的正面观点是,系统与环境匹配(相当于可持续发展概念)是价值的尺度。以匹配为中点,如果熵增趋近中点,熵增的价值就高于熵减的价值(有序低/价值高);如果熵减趋近中点,则熵减的价值高于熵增的价值(有序高价值就高)。前者针对的经验事实是生产过剩;后者针对的经验事实是供给不足。

  陈兄说,“生命是耗散结构,但'熵增经济’和'耗散经济’都是经济学上所没有的奇怪概念。生产就是减熵,消费就是增熵,这样的论断是不成立的。”我尊重陈兄的看法,但仍然坚持自己的观点。巴塔耶和鲍德里亚,已经非常鲜明地论述了陈兄所说的“奇怪的概念”,而我有条件地认同他们的观点。

  至于陈兄所问到的“我们目前还没有办法对于一项生产或者消费的增熵或者减熵加以度量。无法度量,你怎么用增熵和减熵来研究经济?”我拜读过陈兄的大作《幸福指数》,其中说道,“十几年前我就考虑,既然有痛苦指数,为什么不能提出一个幸福指数呢?”幸福指数(快乐指数)正好就是熵增指数呀!小男生小女生怎么说的—酷毙了。就是这个词!COOL(酷)就是快乐的计量单位,COOL就是指熵减的程度,熵减到0,就是“酷毙了”,因为一到零度,人不就冻死了吗?我们说一个MM“美丽冻(动)人”,不就是耗散(熵增)带来快乐的证明吗?所以,我们在这个问题上的观点不仅不矛盾,而且还高度吻合,完全可以不必争论。


  关于交换论:符号交换有特指,相对于象征交换

  陈兄说,“商品交换是物质产品和精神产品的交换,是等价交换,不是符号交换。”

  这恐怕要怪我没有说清楚。我说的符号交换,具有特指含义,并非符号与符号之间的交换。我说的符号交换,采用的是鲍德里亚的专用术语“符号交换”。

  鲍德里亚认为,商品交换是“符号交换”。这里的符号交换,就是指等价交换,与符号交换相反的概念不是实物交换,而是“象征交换”,这是鲍德里亚的另一专用术语。

  象征交换,是指一般等价物不起作用的交换,比如具有人情成分的交换;符号交换,是指以一般等价物为中介的交换,比如市场交换。两者的区别在于依赖不依赖一般等价物。

  我说从感性价值上升到理性价值,是指从具体劳动上升到抽象劳动,而不是说在产品使用价值(功能)上,是否具有感性或理性的特征。陈兄所说的“感性价值的交换为什么会变成理性价值?如果我们把充满感情价值的文学作品交换出售,这部文学作品就具有理性价值了”,我认为应该这样解答,感性的文学作品具有交换价值,这个交换价值本身,是抽象的,如十元、百元。而我说的等价交换使价值形态由感性上升到理性,这是在解释鲍德里亚的一个说法,即符号交换的说法。鲍德里亚的意思是,产品在自然经济中的价值是具体的、不可通约的,这种具体性正好与符号的抽象性相反。在商品经济中,具体价值上升为抽象价值,以一般等价物这个“符号”为中介进行交换。为了交换而进行的生产,生产者所要得到的,已不再是商品的具体使用价值,而是货币这种符号化的一般等价交换物。看来我们在语言上闹误会了。

  关于交换论,我的本意是想说,信息经济的发展,最终将在交换环节上,让人们惊奇地发现一个货币化的可逆过程。这就是由抽象价值再回到具体价值的逆交换过程,也就是鲍德里亚预言的象征交换。按鲍德里亚的术语来表述问题,大量使用信息符号的信息经济,恰恰不是符号经济,而是象征经济。信息的作用在于将货币这种抽象符号所代表的社会一般价值,转化成个性化的具体的需求满足(也就是边沁说的幸福和快乐);也就是说,用贴上不确定之源(用户个性化需求)的方法,消解不确定性于无形。这才是熵的本意。对应的经验事实,是人工智能条件下的P2P,在无序中自发组织、自发协调,实现有序的个性化。


  关于目的论:从物质需求满足到文化需求满足,经历着一个自然历史过程

  针对我说的“对于布瓦索来说,经济思想是理性思想的同义语,文化思想就是自由思想的同义语;经济思想意味着以金钱为本,文化思想就意味着以人为本,真实意图,是把信息化最终引导到以人为本的目标上来”,陈兄说,“经济思想是理性思想的同义语,那其他理性科学往哪里放?也成了经济学了吗?文化思想是自由的同义语,那封建的法西斯文化思想也是自由的同义语吗?”

  这些话很尖锐,也很有道理,抓住了我语言上的毛病,我需要改正。但我想说的实际上是另一个意思。陈兄也谈到“社会主义的经济思想:发展经济的目的是为了满足广大人民的物质和文化需要,就是以人为本”。我解释布瓦索“将经济思想延伸到文化领域”的含义,实际落脚点正是在社会生产目的上,不在于说“经济思想”和“文化思想”,而是在说社会生产的主要动机,从日益增长的物质需求转向日益增长的文化需求,强调信息化有一个从形式转向内容的过程。关于这个问题,我向陈兄推荐伊诺泽姆采夫《后工业社会与可持续发展问题研究》,里边有较深的思考。

  陈兄评论我的观点说,“美国文化将失之于'个人知识’的象限。儒家文化将引导经济向'个人知识’象限回归,很难让人理解。从一般的常识,美国的个人主义传统更注重个人的权利、自由、隐私、个人知识产权和个人的知识,儒家文化正好相反。”

  我们从宏观上回到一个根本问题上来:如何理解信息经济的主体化、个人化趋势?我的看法是,生活质量、文化品味、个人知识这些“以人为本”的福利,固然强调了个人,但与工业化的个人主义,完全是两码事,不在一个层面上。比如,欧洲人讲文化品味,看不起美国佬,认为他们缺乏品味,这里的个性化,与个人主义不是一回事。简单地拿一个指标,就可以分辨出来:熵增熵减。文化品味的多元化,具有熵增特征,在物质生产过剩的条件下,具有正面的福利效应,可以增进人民的幸福;而合理的个人主义,并不一定通向个性化,完全有可能帮助一个熵减过程的实现。知识与个人知识的区别,也是同样道理。我说的个人知识,不是口语意义上的个人知识,而是英国思想家波兰尼提出的一个专门术语,在这里个人知识是指难以形成文字、只能处在潜意识中的知识,是自然化的知识。如果想更多地了解这个概念,可以参见波兰尼的《个人知识》。我的意思是说,美国强调的产权知识,与自然经济中那些只可意会不可言传的知识,完全是两回事,信息化会充分调动出类似自然经济中手工业定制方法那样的工艺潜能,实现知识从工业经济向信息经济这种更高意义上的自然经济的复归。

 

###############################################################################

 

 

从“负熵论”谈劳动的价值

伍柏铎



从负熵到“负熵论”


一、宇宙热寂论、麦克斯韦妖与负熵 

热力学发展的初期,克劳修斯(R.J.E.Clausius)和汤姆逊(W.Thomson,即开尔文LordKelvin)等人,把热力学第二定律滥用于整个宇宙,得出荒谬的“宇宙热寂论”,认为整个宇宙都发生着熵增加,最后整个宇宙将会达到热平衡,熵值达到最大,温度差消失,压力变为均匀,所有的能量都成为不可再进行传递和转化的束缚能,整个宇宙都陷入停止变化、停止发展的状态。


  在19世纪,能够认识到热寂论谬误的科学家寥寥无几。在文献中留下记录的,只有波耳兹曼(L.E.Boltzman)和麦克斯韦(J.C.Maxwell)两人。早在1866年,离克劳修斯提出“宇宙的熵趋向极大值”的论点不过一年时间,甚至当克劳修斯还来不及进一步发挥成宇宙热寂论时(克劳修斯说宇宙将发生热的死寂是在1867年),玻耳兹曼就注意到生物的生长过程与熵增加相拮抗的事实。他说:“生物为了生存而作的一般斗争,既不是为了物质,也不是为了能量,而是为了熵而斗争(联系上下文来看,波耳兹曼这句话的意思是说生物学过程是对抗熵增加的斗争——本文作者注)。这种斗争在能量从热的太阳到冷的地球的转移过程中很有价值。为了尽可能利用这种转移,植物铺开了它的面积大得不可计量的叶片,以一种尚未探明的方式,迫使太阳去完成我们在实验室中不知道如何完成的化学合成。”1895年,波耳兹曼还曾进一步提出“微观起伏”说来反驳热寂论。


  麦克斯韦也模模糊糊、隐隐约约地意识到,自然界存在着与熵增加相拮抗的能量控制机制。但他当时无法清晰地说明这种机制。他只能假定一种“类人妖”,能够按照某种秩序和规则把作随机热运动的微粒分配到一定的相格里。这就是1871年出现的有名的“麦克斯韦妖”(Maxwells demon)的概念。


  由于麦克斯韦妖只是一种猜想,当然不可能解决宇宙热寂论的问题。玻尔兹曼所说的绿色植物进行光合作用与熵增加相拮抗,则要求从阳光输入更多的负熵,也就是说,是以太阳的更大的熵增加为代价的。至于微观起伏,也远远不足以与宇宙中极其巨大的熵增加过程(例如恒星的衰老死亡和宇宙本身的膨胀)相抗衡。于是,宇宙热寂论成了19世纪的自然科学留给20世纪的一大疑难问题。


  1914年,斯莫鲁霍夫斯基(M.Smoluchowski)第一次揭示了“麦克斯韦妖”的荒谬性。他提出“妖”的新陈代谢问题。他指出,干预系统的“妖”要看作系统的一部分,不然就不是孤立系统。当时斯莫鲁霍夫斯基的想法太粗略,以至没有能够说服物理学家们。


  齐拉德(Leo Szilard)在斯莫鲁霍夫斯基工作的影响下,对麦克斯韦妖作用的原理进行了较为深入的分析。1929年,德国《物理学期刊》上发表了齐拉德的一篇论文 “精灵的干预使热力学系统的熵减少”。首先,齐拉德提出熵减一定以系统的某种物理量作为补偿,这一物理量的补偿实际上就是增加信息。齐拉德的工作是现代信息论的先导,他还提出了一个计算信息量的公式:

  I=-kW1lnW1+W2lnW2

  式中W是热力学几率。齐拉德还首次提出了“负熵”这个经典热力学中从未出现过的概念和术语。齐拉德这篇开创性的论文当时也没有被人们充分理解。更令人遗憾的是,他本人也没有沿着这条道路继续探索下去。




  1944年,著名的物理学家、量子力学的奠基人之一、诺贝尔奖获得者薛定锷(E.Schrodinger)出版《生命是什么?》一书,更加明确地论述了负熵的概念,并且把它应用到生物学问题中,提出了“生物赖负熵为生”(或译“生物以负熵为食”)的名言。薛定锷说:“要摆脱死亡,就是说要活着,唯一的办法就是从环境中不断地吸取负熵。我们马上就会明白,负熵是十分积极的东西。有机体就是赖负熵为生的。或者更确切地说,新陈代谢中的本质的东西,乃是使有机体成功地消除了当它自身活着的时候不得不产生的全部的熵。”


  负熵的概念最初是不容易被人们接受的。薛定锷本人也明白地写道:“关于负熵的说法,遭到过物理界同事们的怀疑和反对。我首先要说的是,如果我只是想迎合他们的心意的话,那我就该用自由能来代替这个问题的讨论了”。薛定锷一开始就意识到负熵与自由能的联系,说明他的目光敏锐,思想深刻。如果有一种机构,它是一个开放系统,能够不断地从外界获得并积累自由能,它就产生负熵了。生物体就是这种机构。动物从食物中获得自由能(或负熵),而绿色植物则从阳光中获得它们,这真是“生物赖负熵为生”!后来著名的美籍俄裔理论物理学家兼科普作家盖莫夫(G.Gamow)在一本通俗著作中也讨论过这个问题。 


二、熵与信息


  经典热力学中关于熵的概念,最先是由克劳修斯提出来的。它的定义是              “热温”,作为热力学过程不可逆程度的一种量度。统计力学使我们对熵这个概念的实质有了更为深刻的理解。统计力学中对熵的定义是玻尔兹曼关系式:

式中W是分子热运动状态的几率(热力学几率)。这样,熵便是分子随机热运动状态的几率大小的量度,也就是分子热运动的混乱程度或无序度。

  如果所讨论的对象不限于分子热运动,我们也可以借用熵的概念来描述并非分子热运动的其他任何物质运动方式、任何事物、任何系统的混乱度或无序度。这样,我们就可以有另一种关于熵的概念,它是热力学和统计力学中熵概念的推广,可以叫做广义熵。广义熵也可以借用玻尔兹曼关系式来定义,但式中W可以是任何一种物质运动方式所可能有的运动状态的数目。

  广义熵也可以说是我们对事物运动状态的不肯定程度(不定度),这事实上就是信息论和控制论中关于熵的概念。这一概念几乎同时分别由费歇(R.A.Fisher)、维纳(N.Wiener)和申农(C.E.Shannon)从数学上表述出来。它也是由几率来定义的: 

  当我们得到足够的信息后所消除的关于事物运动状态的不肯定性程度,或者说所消除(或减少)的熵,可以叫做负熵,也就是信息量:

  信息量所表示的是体系的有序度、组织结构程度、复杂性、特异性或进化发展程度。这是熵(无序度、不定度、混乱度)的矛盾对立面,即负熵。


  关于信息论的熵与热力学熵的关系,布里渊(L.Brillouin)、林启茨(H.Linschitz)和奥根斯坦(L.Augensine)等曾进行过初步讨论。在数学式中的表示方面,比较(2)和(4)两式,于是我们有: 

  由(5)式可知,只要通过单位的换算,就可以用信息量表示负的熵值,也可以用熵来表示负的信息。

  在文献中,熵和信息曾有过许多种不同单位或不同符号的表示法,但在概念上却只有两种。一种是热力学的熵,只能应用于分子或其他粒子的热运动这种特定的物质运动方式。它可由实验数据得出(经验物理熵),也可由分子运动的统计理论推演而得(理论物理熵);另一种是广义熵,它来自信息论和控制论,可应用于描述任何一种物质运动方式(包括生命现象)的混乱度或无序度,它的矛盾对立面叫负熵或信息量,是组织结构复杂程度或有序度的表示。广义熵概念的含义比热力学熵要广,对于热力学过程可还原为热力学的熵(通过单位换算)。但热力学的熵却并不能应用于非热力学过程,因为热力学熵的概念局限于粒子热运动这种特定的物质运动方式,它与能量(热量)的分配有特定的比例关系。对于并不涉及热能转换的非热力学过程,是不能应用的。可以说,热力学熵的概念是包含于广义熵之中的。 


三、从不可逆过程热力学到耗散结构理论


  本世纪40年代,科学中出现了一连串的新概念冲击着经典热力学。除了前述薛定锷提出的负熵概念、控制论和信息论中对于熵概念的推广之外,还有以普里高津(IPrigoging)为首的布鲁塞尔学派提出的 “非平衡定态”热力学理论。到50年代,进一步发展为“不可逆过程热力学”,终于在70年代发展为耗散结构理论。耗散结构是指在远离平衡的条件下,借助于外界的能量流、质量流和信息流而维持的一种空间或时间的有序结构,它随着外界的输入而不断地变化,并能进行自组织,导致体系本身的熵减少。普里高津用数学方法从理论上论证了耗散结构的存在,并且用他所创立的非平衡、非线性热力学理论进行了深入的研究。耗散结构在某些物理化学过程、自动控制系统以及生物学过程中都有很重要的意义,它有助于阐明生命现象中组织结构和有序度增长的现象。由于这方面的卓越贡献,普里高津荣获1977年的诺贝尔化学奖。


  50年代普里高津曾在《不可逆过程热力学导论》一书中指出,不可逆过程热力学中关于非平衡态的描述“与生物机体的显著特征精彩地相符合。” “在生物机体生长时,实际表现出当向定态发展时熵产生减少的事实。”“生物体组织结构普遍地增加的事实相应于熵减少。”因而普里高津说:“生物机体的行为,从经典热力学观点看起来,总似乎是如此奇异,热力学对这样体系的可应用性时常是有疑问的。我们可以说,从开系和定态系的热力学观点看起来,它们主要行为的更好了解是获得了。”德格鲁脱(SRde Groot)也指出,“(生物)系统在生长的最后阶段达到每单位质量具有最小熵增率的状态。在此过程中熵本身在减少,而此时在有机体内发生组织结构的增长。”“进化理论说到在这过程中的内部复杂化趋势,与上面提及的熵减少是一致的。”


  普里高津和德格鲁脱说生物体组织结构的增长相应于熵减少,这里所说的熵,事实上是信息论的熵(广义熵)而不是热力学的熵。看来,普里高津后来察觉到了这一点。因此他在耗散结构理论中就小心翼翼地避免使用熵减少或负熵来指有序化。他只是说,耗散结构依靠来自环境的负熵流输入而产生有序化,但他决不再轻易说有序化也是熵减少。这是普里高津的严谨之处。他将整个耗散结构理论局限于热力学中。即使是“非平衡、非线性”热力学,也仍然是热力学!


  但是,普里高津并不留恋经典热力学的过去时代,而称自己“一生主要着眼点在未来”,是属于未来的乐观派。我们透过普里高津一系列的论著和讲演,看到他正酝酿着一个更远大的目标:如何把自然科学、生命科学和社会科学三者的发展规律统一起来,即向着广义的大统一进军。


  要实现这个大统一的目标,不彻底突破热力学的框框恐怕是不行的。事实上普里高津已经从非平衡和非线性两个方面在向经典热力学发起突破性的进攻了。虽然他目前还做得很不彻底,但他毕竟开始认识到信息论概念对发展耗散结构理论的意义。他自己说,他在耗散结构理论中“使用了物理—化学语言。另一些人可能喜欢说成负反馈,或自动调节等等。因此把我们的探讨与信息论密切联系将是可行的”。布雷默曼(HJBremermann)说得更为透彻:“不能只从能量的耗散来推演生物的结构,更重要的是信息。”生物系统和社会系统都不是热力学的耗散结构而是信息系统,只有广义的、信息论的负熵概念才是它们共同统一的因素。耗散结构与负熵的研究如果能够与信息论和控制论的研究结合起来,就有可能出现新的突破。 


四、信息热力学



  既然热力学熵的概念包含在信息论的熵(广义熵)概念之中,那么,是否可以从信息论概念来推广整个热力学,或者说,建立一种研究信息系统的更广义的理论体系,而以热力学系统作为其特例呢?下面即试图从这方面进行一些初步探论。

热力学系统与通信系统 对于热力学过程来说,如果没有冷热的差异或矛盾,热是不能传递和转化的。单一的热源既不能传热,也无法作功。要使作热运动的分子朝一定的方向运动,以传热和作功,就得用冷源来控制分子运动的方向,使热量从高温流向低温。这里,冷源的作用是提供信息,以控制热能转移的方向。


  从信息论的观点来看,冷源便是一个信息源。在热量转移过程中,冷源接受热源的一部分热量,分子运动的混乱度增加。用信息论的术语来说,热源是一个噪声源,它对冷源发生噪扰。这样,我们可以借用信息论的概念和术语把“热源——热机——冷源”所组成的热力学系统看成是一个通信系统,传热过程可以看成一个通信过程


热力学第二定律的信息论表述方式 信息论的术语来表述热力学第二定律,便是:如果不从外界得到新的信息,那么对信息所进行的操作和变换不可能使信息量增加,或者说,不定度不可能减少。热力学第二定律的信息论表述方式的含义更广,可应用于并非热力学过程的任何信息传递或变换过程,因此,可以称之为广义的热力学第二定律。


  热和功 :


    热是质点不规则的随机运动,是一种未受控制的能量形式。而能量作功时则是一种有规则的形式,能量以功的形式传递可以受到控制和管理。可以说,热是不带有信息的能量形式,而功则是一种带有信息的能量传递形式。因此,当利用冷源通过热机而提供信息,以控制和管理热源的能量传递方向,就可以获得功。当功这种带有信息的能量传递形式受到噪扰时便更会损失信息而转化为热,例如摩擦这种不规则的机械运动形式就会产生“噪声”,使信息损失,因而使功转变为热。


热力学第二定律的信息论表述方式告诉我们,任何自动进行的热力学过程总是要损失信息的。


因此,功可以损失掉它所携带的全部信息而完全转变为热。而在不引起外界其他变化的条件下,热却不能全部转变为功,这是因为在没有外界提供附加信息的条件下,信息的损失无法得到补充的缘故。同样,电能、光能、化学能等等,都是带有信息的能量形式,它们都可以全部转变为热,但在外界不提供附加信息的条件下,热就无法全部转变成其他任何一种携带信息的能量形式。


  束缚能和自由能 :


    能量的传递和转化必须有信息的控制才能进行。例如两个温度相等的物体进行热力学的相互作用,当外界不时它们作功时,由于缺乏信息,热的传递不可能进行。但这两个物体都含有热能,这种由于缺乏信息而无法传递和转化的能量,便是束缚能。废热就是一种束缚能,除非另外向它提供信息,否则便无法利用。


  当二物体间存在温度差时,它们进行热力学的相互作用,就会产生单向性的热量传递。这是因为较冷的物体向较热的物体提供了信息,因而控制较热的物体的热量向较冷的物体转移。能够转移的热量部分便是“自由能”(exergie)。另一方面,较冷的物体本身也具有一定温度,具有内部的分子随机热运动,在与较热物体的相互作用过程中又不断受到较热物体的噪扰,因此它不可能提供完全的信息。当两物体达到温度相等的热平衡状态时,便不再有可以利用的信息,因此能量传递就无法再进行。这时的为0,只有“束缚能anengieanexergie)了。


  在热力学中,自由能  F=U-TS,式中U是总内能,由于热力学过程受分子热运动本身的噪扰而损失信息,也就是由于熵S 的存在,使得其中TS的部分无法进行传递和转化,TS这一项即束缚能。


可逆过程与不可逆过程 对于可逆过程,当其沿正方向进行后,又沿反方向进行而返回初态时,不引起周围环境的任何变化,能量传递或转化的能力毫无损失。因此,可逆过程实质上是不损失信息的过程。


  理想的卡诺可逆热机,因为其中不存在任何漏气、摩擦和其他任何损失,因之也不损失信息,故能可逆地循环运转。热力学中设想的所谓准静态过程,过程进行的每一步都处在连续的平衡状态,变化无限小地进行,过程进行的时间无限长,这样,在每一步中都几乎没有发生信息的损失,因而是可逆的。这相当于信息论中的“正规变换器”或“非奇异变换器”。


  不可逆热机由于有把功转变为热的摩擦存在,摩擦所导致的分子随机热运动对过程进行中的信息传递发生了噪扰,信息受到损失。因此不可逆热机的效率小于可逆热机。不可逆热机有信息损失,相当于信息论中的“非正规变换器”或“奇异变换器”。 


五、信息与能量


极好的说明。对于耗散结构,输入的负熵也是与输入的能量成正比的。但对于信息系统输入的信息与输入的能量之间却不存在这种比例关系。例如一部收音机或电视机,它输入的信息是通过天线接收的电台或电视台的载波信号,信号的强弱与信号本身包含的信息量不成比例关系。输入信号的信息量与电源供给的电源之间也不存在比例关系。这里,从电源输入的是热力学的负熵,而从天线输入的是信息论的负熵。系统内部的有序化,例如显像管屏幕上图像的有序化或喇叭声频振动的有序化,也可以用信息论的负熵来描述。这种有序化虽然要以电源的热力学负熵输入作为先决条件,但两者之间却并不存在因果关系。从天线输入的信息论负熵才是产生这类信息系统内部有序化的原因。正如人脑活动的有序化与吃饭(供应能量或热力学的负熵)之间不存在因果关系一样。


  消耗不同的能量可以传递同样多的信息,而不同的信息量却又可以用同样多的能量传递出去。例如用不同的功率来拍发同一份电报,它们所传递的信息相等,消耗的能量却不同;而信息量不同的两份电报,却又可以用同样的功率拍发出去。因此,为节省能量计,实际的信息系统往往都是用很微量的能量来传递极其大量的信息。无论是工程技术中的通讯系统和自控系统,还是大自然本身所造成的生命系统,都是如此。例如对一部电子计算机输入很多指令,就只要消耗很少的能量。动物体的神经系统用来指挥肌肉活动所消耗的能量,与肌肉活动本身所消耗的能量相比,就简直小得微不足道。


  信息系统从信息输入装置(例如天线)输入由很小的能量所携带的大量信息,这大量的信息又可以控制电源所提供的大量能量的变化,例如转化为电视机荧光屏上的有序化图像。自控系统往往还能控制更大得多的能量变化。这就是用小能量控制大能量的原理,或信息放大器原理


  对于热力学的耗散结构,其内部的有序化是由单一的热力学负熵流而引起的,除此之外,它再没有其他的信息流输入,这就是普里高津之所以能够避开信息概念的原因。也正因为如此,输入的负熵和能量之间才存在确定的比例关系。这就是说,热力学的耗散结构中不存在信息放大机制。但对于信息系统,热力学的负熵流(例如电源供给)与信息论的负熵流(例如天线输入的信息流)分开了,出现了信息放大机制,系统内部的有序化程度是输入的信息流所引起的,与电源所输入的负熵之间就不再存在因果关系和比例关系了。


  “麦克斯韦妖”问题的实质也就是用信息来控制能量的转移或变换。1929年齐拉德(LSzilard)发表了一篇讨论熵的论文,被认为是申农信息论的先导,其中就提出麦克斯韦妖要减少它所控制的系统的熵,它就要付出代价——本身产生熵增加。1948年,维纳在《控制论》一书中也指出,“麦克斯韦妖在动作以前,必须收到有关前来的粒子的速度和位置的信息”。到50年代,布里渊应用熵的信息论解释,指出麦克斯韦妖要能分辨粒子运动速度的大小,就必须从外界获得信息,引起环境更大的熵增加。或者说,麦克斯韦妖必须从环境中获得更多的负熵为代价。于是,麦克斯韦妖的疑难就最后被解决了。


  麦克斯韦妖疑难的解决,不仅是旧问题的结束,而更是新问题的开始。维纳说:“拒绝由麦克斯韦妖产生的问题要比解答这个问题简单。否认这种东西或这种结构存在的可能性是最容易不过的事了。严格意义上的麦克斯韦妖不可能存在,可是如果我们一开始就接受这一点而不加以论证,那我们就要失去一个难得的机会来研究关于熵和关于在物理学、化学和生物学中麦克斯韦妖的可能意义的系统知识。”如果我们把从外界输入负熵而产生有序化的系统都看成是一种含义经过修正的麦克斯韦妖,我们就有了一个统一的概念来研究包括耗散结构、信息系统和生命系统在内的一切产生负熵的开放系统了。含义经过修正的麦克斯韦妖并不违反热力学第二定律,它是在以环境提供负熵为代价的舞台上演出的有声有色、内容丰富、威武雄壮的史剧。热力学第二定律只告诉我们,每一台这样的史剧迟早都要结束。而我们的任务是研究每一台史剧,并且去导演水平更高、信息量更大的史剧!薛定锷的负熵概念、维纳的控制论、申农的信息论、普里高津的耗散结构理论……,都是科学舞台上一幕幕威武雄壮的史剧。也许,一场更为威武雄壮的科学史剧正在等待我们去编导哩! 



六、负熵和宇宙论



  麦克斯韦妖的疑难解决了,还有宇宙热寂论疑难的问题。耗散结构以及其他一切含义经过修正的麦克斯韦妖,都依赖于从环境输入负熵而产生有序,因此,这种有序化是以环境中更大的熵增为代价的。如果把耗散结构与其环境整个看成一个系统,那么这个系统是仍然要产生熵增加的。事实上,普里高津本人也没有给耗散结构的研究提出解决宇宙热寂论的任务。钱学森同志说:“普里高津的理论是很有启发性的,它使我们从经典热力学的窒息气氛中解放出来,再也不必去召唤麦克斯韦妖来减小某处的熵了。”如果我们把这句话理解成普里高津的理论已经解决了热寂论问题,那就错了。


  恩格斯早就说过:“只有指出了辐射到宇宙间的热怎样变得可以重新利用,才能最终解决这个问题。”同时,恩格斯还明确地预言:“放射到太空中去的热一定有可能通过某种途径(指明这一途径,将是以后自然科学的课题)转变为另一种形式,在这种运动形式中,它能够重新集合和活动起来。因此,阻碍已死的太阳重新转化为炽热星云的主要困难便消失了。”宇宙中散逸的辐射怎样才可以重新集中起来呢?有能够吸引辐射的机制吗?哦,那是黑洞!黑洞具有极其强大的引力,引力场强到使其周围的空间高度弯曲,以致光线也无法辐射出去。在黑洞的引力范围内,一切物质,包括辐射及其所携带的能量,都将被它吸积(accretion)进去。即使是恒星所散逸出去的辐射以及27K宇宙微波本底辐射或其他任何废热,都能够被黑洞所吸积。这就会造成宇宙中某些区域高度的质能集中。近年来的研究表明,这样集结起来的能量有可能重新活动起来而释放出去。例如英国理论物理学家霍金(SWHawking)把广义相对论、热力学和量子力学结合起来探讨黑洞理论,提出黑洞可以通过量子力学的“隧道效应”发射粒子,从而进行“蒸发”。到最后阶段黑洞蒸发极快,因而最终将是一场猛烈的爆炸。也有人设想,由黑洞的爆炸可能产生新的恒星和星系。


  也许,黑洞还可能有其他的释能方式。总之,在黑洞中集结起来的能量不一定是束缚能,而是可能转化和重新活动起来并释放出去的自由能。从外部供给黑洞的可以是高熵的质能(例如宇宙中的弥散性辐射或“废热”),而黑洞的吸积和质能转化却可以把它们变成低熵的质能。从某种意义上来看,黑洞本身是可能产生负熵的,它并不需要从外部获得负熵流。名闻遐迩的科普作家阿西莫夫(IAsimov)说:“在黑洞里,热力学第二定律被颠倒过来了,因而尽管宇宙的大多数区域是在衰亡,但黑洞里却在逐渐复兴。”


黑洞能导致宇宙的局部收缩,但还不足以与整个宇宙的膨胀相抗衡。宇宙膨胀是由宇宙大爆炸开始的,宇宙大爆炸通常被看作是宇宙时间箭头——熵增的本原。因此,要最终解决热寂论的问题,还必须找到宇宙收缩的机制。根据爱因斯坦的引力理论,宇宙将来是会发生收缩的。爱因斯坦引力理论对宇宙发展图景的预言是,宇宙从大爆炸开始,膨胀至它的最大限度,然后收缩以至坍缩。这一预示后来被许多学者推广了(RCTolmanAAvez RPGeroch SWHawking RPenrose)。


  有迹象表明中微子具有静止质量。宇宙大爆炸产生的中微子比其他物质粒子的总数还要多十亿倍,即使中微子只有一丁点儿质量,整个宇宙中的中微子质量总和就要大大超出所有其他物质的质量总和。据称根据测定的中微子静止质量计算,中微子的总质量要占宇宙总质量的百分之九十以上。因此,中微子有可能是控制我们宇宙膨胀和收缩的关键性因素。有人认为,中微子对宇宙密度的贡献有可能是在将来导致宇宙收缩。这样,宇宙热寂论的最后阵地就被攻破了!

 

七、负熵论——一个未来的新学科


   信息论的负熵概念较热力学的负熵概念含义要广,而且具有普遍性意义,可以称为广义负熵。要实现普里高津提出的自然科学、生命科学和社会科学研究对象进化发展规律的广义大统一的目标,进化发展程度或有序度的表示方法是一个极为重要的问题。广义负熵或信息量的概念提供了表示的一般性原则,并且将这种表示方法与许多不同学科中出现的形形色色的熵和负熵的概念联系起来,使这许多驳杂的概念之间的联系和区别变得清晰。广义负熵在许多不同但却相互有关的学科中都有相应的概念,这就便于人们对不同学科中提出的不同的熵和负熵的概念进行比较,并因此而建立各门学科之间的准确关系。可以说,广义负熵的概念满足了当代科学发展中提出的“大统一”这个普遍而深切的要求,从而成为联系许许多多不同学科的纽带。广义负熵给许多不同学科提供了一个共同的、统一的词汇,这就有助于为这些不同学科建立一套共同的语言,促进它们的相互渗透和相互丰富,从而实现普里高津提出的广义有序化(实际上就是广义进化)的大统一的目标。这个大统一性质的未来的新学科,我们是否可以称之为“负熵论”呢?我们不妨先给这个未来的新学科译一个外文名:将negentropy(负熵)这个词的词尾-y改为表示学科的词尾-ics,就成为negentropics(负熵论)了!


  负熵意味着进化发展。因此,负熵论也就是广义进化论。1859年,达尔文(CRDarwin)的巨著《物种起源》问世,正式奠定了生物进化论的基础。达尔文的积极支持者和战友赫胥黎(THHuxley)自称达尔文的“斗犬”,不遗余力地宣传进化论,并在1884年出版了《进化论与伦理学》(即《天演论》)一书,阐述了关于整个自然界进化发展的广义进化思想。他把进化观点从生物界推广到整个宇宙:“对世界的局部来说是这样,对整体来说也是这样,自然知识越来越导致这样的结论:天上的列星和地上的万物都是宇宙物质的部分过渡形式,在沿着进化的道路前进”。“只要我们称之为科学知识的那种对事物的性质的有限揭露还在进行,它就会越来越有力地使人相信,不仅植物界,而且动物界;不仅生物,而且地球的整个结构;不仅我们的行星,而且整个太阳系;不仅我们的恒星及其行星,而且作为那种遍及于无限空间并持续了无限时间的秩序的证据的亿万个类似星体,都在努力完成它们进化的预定过程”。生物进化、宇宙进化、耗散结构、信息系统、自动控制系统……,它们都能产生有序化,这就是广义进化。可以说,负熵论(广义进化论)是关于整个自然界进化发展的带有普遍性意义的综合性理论体系。我们热切地期待着,这个新课题能引起更多人的兴趣,大家共同努力,使负熵论这个未来的新学科或新的自然科学理论体系尽早诞生。(王身立)



阅读完这篇自然科学的论文,联系社会科学的一些问题,我提出了如下的见解:


我认为,负熵这个词的含义不如熵减小更加准确。因为负熵是一个形容词加一个名词形成的一个名词。而熵减小是一个名词加一个动词词组形成一个动作。


我的理由是,熵的减小都是通过劳动而达到的。而且本质上都是通过人类的或生命体的劳动达到的。


另外,我认为,熵不可能小于0.熵总是正的。所以负熵应当用熵减小来表达。当然也许这是我的视野还不够先进。但我想强调的是熵的减小是源自生命体的劳动,而并非是自然存在于非生命系统之中的某种物质。


这样假定就给马克思主义中对于劳动的论述留下了一个论证的依据。如果自然科学能够证明熵的减小是达到生命繁盛甚至宇宙广义进化的基础。那么就能够证明劳动是使人类获得最终幸福的基础。


在我论述生命与非生命的一个差别的时候,我提到了,生命体是主动地去寻找能源以在深度和广度上扩张熵的减小,并维持生命过程自身。而非生命体是被动地在能源的输入下形成一个耗散结构,被动地维持、发展这个耗散结构。而在王身立的论文中他提出了另一种关于这两者之间差别的看法。


他认为,生命体在降低熵的过程中产生了信息。这是生命体同非生命体的差别。生命体利用信息能够实现扩大熵的降低的范围,能够寻找新的能源,并维持这种熵的降低。

那么比较两种理论,我可以将信息的产生作为生命体能够实现主动寻找自由能的必要条件。

而这种信息的产生过程,使用我们人类生活之中的语言就是“知道”。或发现。从而将人类的一切科学和生产活动都纳入到了这个理论体系之内。


从这一个理论出发,物理学原理可以对于人类社会中的组织过程提出本质性的指导:人们若要实现正确的劳动,就必须获得关于此种劳动的足够的信息。通过人类的脑力劳动,对于信息的创造和产生,是人类在下一步中利用自己的身体或利用自然界的物质和能量,有效地降低熵,为人类创造幸福生活,包括食物、交通、居住、以及文化娱乐的基础,同时也是人类在处理一切自然的或社会的生存挑战时能够取得胜利的基础。


这一理论将指导我们达到为数众多的社会学真理,例如中国古代的“先胜而后战”等。它对于当代管理科学的贡献也是有的。


并且,从中我们可以发现,人类劳动是一切幸福的根源。这一点和马克思主义原理是符合的。根据这一理论,许多资产阶级的经济学,许多否定劳动在分配中的权利的理论将遭受彻底的批判。

我们据此可以宣称,自然科学可以证明:劳动创造价值,而不是资本创造价值。

 

 

 

########################################################################

 

美丽新世界的蓝图

布瓦索以“未扩散”、“扩散”,“已编码”、“未编码”,“抽象”、“具体”这三对矛盾为三维,建立了一个以信息还原为基础的经济分析框架。下面以知识类型为例说明:

    个人知识与常识知识,都不在传统经济人分析范围之内,但软件开发、技术扩散,却要依赖这种经济能力。由于降低了分析门槛,这些对于知识经济具有特殊重要性,而对于工业经济价值不大的领域,都纳入了经济学的分析中。

    从价值论的角度看, “已编码”、“抽象”、“扩散”,指向的是理性、社会化;“未编码”、“具体”、“未扩散”,指向的是自由、个性化。这是理解布瓦索思路的捷径。

    布瓦索的逻辑实际上是,把工业化的各种经济现象,也就是主流经济学的研究对象,对号入座到信息化三维框架中,用信息这个“理论货币”来“换算”。比如,把交换的本质说成是编码、抽象和扩散。如果翻译成传统经济学术语,相当于认为,商品交换实现了从具体劳动向抽象劳动的转变,从个别劳动向一般等价劳动的转变;实现了社会化。至于编码,这是基于信息的经济学的一种特殊表达方法。还原的意思是,在交换中,将个别劳动的价值状态(熵值),转变为一种有序程度更高的熵值,增加了其中的负熵。所以叫已编码。值得注意的是,后现代经济学家中,不止一人将商品交换的信息本质概括为编码。例如鲍德里亚著名的符号交换理论,就认为商品交换的本质是符号交换。交换完成后,使用价值交换部分与自然经济相比没什么特殊,但其中人的价值却从感性上升为理性,“符号”化了。经济人的本质,就是理性人。

    布瓦索对于制度的还原分析也十分精彩。他将制度还原成一种元信息现象,将制度的交易费用解构为熵,很富于启发性。限于篇幅以后再分析。

    后现代经济学为什么要这样概括问题?原来,他们的意图在于后面的推论:既然人的价值,可以从自然经济中的感性价值(使用价值),通过交换上升为理性价值(经济人社会价值);那么,也完全可以通过“再感性化”,复归为既包含个性又包含社会性的自由价值(理性人之上的自由全面发展之人,以人为本之人)。这就是整个后现代经济学的谜底。


  通向以人为本

   了解了以上思路,就不难理解布瓦索为什么最后“图穷匕首见”,提出“将经济思想延伸到文化领域”的纲领性主张。对于布瓦索来说,经济思想是理性思想的同义语,文化思想就是自由思想的同义语;经济思想意味着以金钱为本,文化思想就意味着以人为本。其真实意图,是把信息化最终引导到以人为本的目标上来。

    后现代经济学家奋力穿透高科技、数码科技,就是为了这最后一击。分布式计算、个性化服务、个人知识管理,这个精心打造的链条,只能通向唯一的一个归宿,就是以人为本。当布瓦索将文化理论、人类学引入后现代经济分析时,他自己也将无法控制,最终的结论,将引向与帝国理论相反的方向,即文化认同决定经济发展的方向上来。

   虽然布瓦索由于自身局限,没有迈出最后一步,但他已走到了这个结论的边缘。他已经看出文化多元化对经济的意义,指出了中国文化、日本文化在经济发展上与美国不同的价值取向。

    我只要做一个小小的推论,就可以得出一个布瓦索还没有看到的东西:美国文化将经济扯向布瓦索所谓“已编码、抽象、扩散”的象限上端,它将失于“个人知识”这个象限下端,而且要以负熵的大量消耗为代价来维持;而儒家文化将引导经济在完成以“已编码、抽象、扩散”为特色的工业化后,向个人知识这个象限复归,以同全球生态环境保持可持续平衡。在一个负熵(自然资源)十分有限的地球上,究竟哪种文化认同,将引领经济的远端前景?我反正相信,以人为本,追求幸福的天性,更利于负熵平衡,因此最终会战胜穷兵黩武、金钱至上、浪费负熵的倾向。





 

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多