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感悟自然与社会的大辨证法

已有 4909 次阅读 2012-7-25 11:38 |个人分类:科学时评|系统分类:科研笔记| 自然, 辨证法

自从21世纪以来,人类已经进入信息化时代, 我突发奇想,在世界上甚至在宇宙中是否存在支配一切事物的大辨证法?我想可能性太大了.我们知道,按照传统说法,唯物辩证法的三大定律为(1)对立统一规律;(2)量变到质变规律;(3)否定之否定规律.实际上,它们都可以归为两类:即线性与非线性变化规律。

在笔者看来:

1.       线性变化包括

(1)守恒变化:即自然界和人类社会几乎都遵从所谓守恒法则,例如,似乎能量,质量,或各种通量如动量、水汽、降水量等等都共同遵从某种守恒法则;这一认识是否正确,目前尚无定量的资料分析,但已有一些定性的猜想:例如人类的得失守恒、心率总次数守恒、人类的体能消耗守恒、人的才能发挥守恒、人的智能守恒、阶级转化守恒、家族兴衰守恒,人类财富总和守恒,等等,当然这都是笔者的一种主观猜想而已。

(2) 迭加原理:我们在数学中,对于线性方程和非线性方程的认识,其主要差异在于:它们是否满足所谓迭加原理. 即若两个方程的解可以迭加,就是线性方程;如果两个方程的解不能相互迭加,它们就不是线性的方程,而是非线性方程.迭加原理为我们解决个种线性问题提供了方便.因为针对此类问题,我们可以用解析的方法将一个整体问题分解成各个部分问题,分别求得答案.然后再将其相加得到最终的整体答案.众所周知,牛顿第二定律就是一种线性定律.它之所以不会因为某种其它外力作用在某物体上而使原来的外力所产生的加速度发生改变.这就是线性迭加原理的结果.相反,非线性迭加就完全不同了.在现实生活中,仅仅用这种简单的线性关系来处理问题是远远不够的.著名的法国政治家和军事家拿破仑曾经有这样一段描述:他说,曾有一群骑术不太精明的法国兵,在严格的组织纪律约束下,能形成密集的有组织的阵形, 他们最终却战胜了每一个骑术都很精良而剑法又很高超的马木留克骑兵!为什么?这就是,单个士兵虽然骁勇善战,但是其整体却并不出色,而相反,单个士兵的作战技术虽然较差,但其整体却很出色。这正是,单个个体迭加并不完全等于全体的典型例证,即说明它们并不服从线性迭加原理。这也正是非线性变化的一种现象。

2.       非线性变化

1)蝴蝶效应

蝴蝶效应:上世纪70年代美国气象学家洛伦兹在解释空气系统理论时说:亚马逊雨林一只蝴蝶翅膀偶尔振动,也许两周后就会引起美国得克萨斯州的一场龙卷风。其原因就是蝴蝶翅膀的运动,导致其身边的空气系统发生变化,并产生微弱的气流,而这微弱的气流

又会引起四周空气或其它系统产生相应的变化,由此引起一个连锁反应,最终导致其它系统的极大变化。蝴蝶效应反映了混沌运动的一个重要特征:系统的长期行为对初始条件的敏感依赖性。初始条件的十分微小的变化经过不断地放大,能够带动整个系统的长期的巨大的连锁反应,对其未来状态会造成极其巨大的差别 。这就向传统观点提出了一个挑战.  社会学界用来说明:一个坏的微小的机制,如果不加以及时地引导、调节,会给社会带来非常大的危害,戏称为“龙卷风”或“风暴”;一个好的微小的机制,只要正确指引,经过一段时间的努力,将会产生轰动的效应。举这个例子,只是说明在自然界存在着一种非线性运动,它们或许会影响着未来.

2 煮蛙理论

把一隻青蛙直接放进热水锅里,由於它对不良环境的反应十分敏感,就会迅速跳出锅外。如果把一个青蛙放进冷水锅里,慢慢地加温,青蛙并不会立即跳出锅外,水温逐渐提高的最终结局是青蛙被煮死了,因為等水温高到青蛙无法忍受时,它已经来不及、或者没有能力跳出锅外了。记得以往在家乡买了一只大甲鱼,也是用了这种办法来杀的,煮蛙理论告诉我们,一些突变事件,往往容易引起人们的警觉,而易致人於死地的却是在自我感觉良好的情况下,对实际情况的逐渐恶化,没有清醒的察觉。可见人们生存的主要威胁,并非来自突发事件居多,而往往是由缓慢渐进而无法察觉的过程所形成的。所以,人们不要目光短浅,只看到局部,而不纵观全局,对于突如其来的变化,虽可从容面对,但对悄悄发生的大变化,却无法察觉,最终会带给人们更加严重的危害!这也告诉我们:生于忧患,死于安乐的道理。我国明代的大文豪方孝儒曾写过一篇著名的散文《深虑论》,其中心思想就提到了“祸常起于不足虑之处”。许多人之所以缺乏忧患意识,就是因为太马虎大意。例如,一些自然灾害如地震的发生往往是由渐变到突变的,其它自然灾害也大致如此。决不能掉以轻心!

3 鳄鱼法则(Alligator Principle )

假定有一只鳄鱼咬住你的脚,如果你用手去试图挣脱你的脚,鳄鱼便会同时咬住你的脚和手。你愈挣扎,就被咬住得越多,最后你的脚,如果你用手去试图挣脱你整个人都被鳄鱼吃掉。所以万一鳄鱼咬住你的脚,你唯一的办法就是牺牲一只脚。譬如在股市中鳄鱼法则就是:当你发现自己的交易背离了市场的方向,必须立即停损,不得有任何延误,不得存有任何侥倖,否则全盘皆输甚至倾家荡產。中国古代常有“牺牲车马,保存将帅”一说,概出于此。

4 鲶鱼效应

以前,沙丁鱼在运输过程中存活率很低。后有人发现,若在沙丁鱼中放一条鲶鱼,情况却有所改观,存活率会大大提高。这是何故呢? 原来鲶鱼在到了一个陌生的环境后,就会“性情急躁”,四处乱窜,这对于大量好静的沙丁鱼来说,无疑起到了搅拌作用;而沙丁鱼发现多了这样一个“异已分子”,自然也很紧张,加速游动。这样沙丁鱼缺氧的问题就迎刃而解了,沙丁鱼也就不会死了。

一个单位,如果人员长期固定,就缺乏活力与新鲜感,容易产生惰性。因此有必要找些外来的「鲶鱼」进入单位,给员工紧迫感。让他们知道,是该加快脚步的时候了!鲶鱼效应系指透过引入强者,使弱者变强的一种效应。

5马太效应

  所谓马太效应,就是一种非线性递增效应或称为正反馈效应。“成功产生着成功”的正反馈过程。是经济学家Matthew (“马修惯译为马太”)在描述资本主义社会财富分配规律时提出的所谓“谁若有,就给他,并不断增加;而谁没有,则连已有的都要被夺走”的规律。其涵义是说,在高度发达的资本主义经济社会中,绝大部分的财富掌握在最有钱的少数人手中,而剩下的一点点,则属于大量的小生产者,百万富翁和穷人的社会财富拥有量之间的差异十分悬殊。资本主义社会经济所导致的这种贫富不均现象,在整个经济运行过程中必然在相对意义上伴随着“富有者更富有,贫穷者更贫穷”的正反馈过程。在这段描述中,尽管马太从纯宗教意识宣扬并回避社会矛盾的宗教哲理,但它却从某种意义上揭示出自然界和社会中普遍存在的一种规律性---马太效应。

熟悉大气科学或气候变化过程的人都知道,地球气候系统中充满了各种内部反馈过程,一般有两种,即正反馈和负反馈过程。前者正是“马太效应”的物理本质。什么是正反馈过程?举一个最通俗的例子,两个正在吵架的人,声音总是由小变大,其中一方总想以更大的声音压倒对方,于是,吵架声一浪高过一浪,这就是一种正反馈过程。

     在自然和社会现象中,“马太效应”几乎无处不在。例如,前苏联情报学家米哈依诺夫在研究科技文献统计规律时就曾指出,科技论文数量和科学增长指标之间的定量关系,高产作者和低产作者之间的关系,高质量期刊和低质量期刊之间的关系,等等,都同受“成功产生着成功”这一机制的作用,形成了马太效应。从文献统计学角度来看,绝大多数作者一生只发表过一两篇论文或很少的论文,而为数很少的作者却成果累累;就期刊杂志而言,往往某一学科的高水平论文都集中在为数极少的刊物中,而只有相当少的高质量论文却分散在极为广泛的期刊杂志中。这种现象在各行各业、各种学科或自然界中几乎普遍存在。以下略举几则典型例证:,

1)在某地区的地表覆盖统计中,你会发现,少数几种类型的土地可能占有很大的地域空间(如长江三角洲平原地区的土地类型分布,就显示出绝大部分的地表为水稻田所复覆盖,其中水旱田地、林地、湖泊、河流等类型占有总面积的75%以上,而其余类型的地表比重很少);

2)据笔者不完全统计,在中国五千年历史上,其文化名人的出生地域分布也有类似规律,自远古到秦汉隋唐时代的数千年中,出自黄河流域的文化名人占同期全部名人的66%以上(仅以河南、山东、河北、山西、陕西五省区为代表),而从隋唐以后至明清时代,则以长江流域的文化名人占优势,基本上达到72%。但从民国初年直到解放后的上世纪90年代,其长江流域的优势比例略有下降,仅有64%的名人出自长江流域的江浙皖赣湘川等沿江各省,这从另一側面表明了文化发达地区的扩展

 3)社会现实生活中,众所周知的名人效应、名校效应、名师效应,比比皆是,似乎都与“马太效应”有关,想必读者各自有所体会吧,本文不一一列举。 

笔者在论述大学教育问题的一篇文章中曾指出,假定一个人一生的知识和才能总量为100%,当我们事后评论个人的才能时,往往认为在校获得的知识量其相对比例愈低,则表明其再学习能力愈强,“获取新知识”的本领越大。相反,若在校获得的知识量其相对比例愈高,则其再学习能力愈差,“获取新知识”的本领越小。当然,上述一说,只是针对具有高层次同等学历者(如大学本科、硕士学位、博士学位)而言。根据笔者近年的研究发现,在排除其它因素干扰的前提下,凡是从国内外各大学学成毕业后,在其所从事的专业上有所建树且事业有成的人中,绝大多数其在校所得知识量占其总知识量的比例都不大,他们的大部分知识往往是在步入社会后,在各自的工作岗位上不断学习、积累、创造得来的。相反,凡是成就平平者,则往往在校所得知识量占其后来的总知识量的比例却很高,表明这些人“获取新知识”或“创新”知识的能力较差,他们往往只是依靠当年在校当学生时所得的那些知识“吃老本”。这里所反映的个人知识增量过程,好比“滚雪球”愈来愈大,这实际上就是一种“马太效应”,所以有人又将其称为“滚雪球效应”。

近年来,张学文先生在他的专著《组成论》一书中从熵极大原理出发,利用广义集合的数学方法,推证出复杂度公式,从而证明在自然界和社会现象中普遍存在的概率分布函数都是在给定的约束条件下的最复杂化事物的一种定量描述。例如,负指数分布和幂律函数分布,就是最典型的两种。因此,不要总以为自然科学中只有确定论的方法论是有用的,随机论中的概率统计规律,人们至今也未完全理解,其中需要探索的问题多多。例如“马太效应”所形成的结果,如今可以概括为负指数分布和幂律函数分布,但作为一种事物变化过程的数学模型,我们至今还不能恰当描述。时下,各种排行榜层出不穷,无论是经济界、科技界,文艺界、体育界、教育界,等等皆有实例可举。这些都通统是“马太效应”最终结果的反映。

6零和博弈

零和博弈,源于博弈论game theory)。它是指在一项游戏中,游戏者有输有赢,一方所赢正是另一方所输,而游戏的总成绩永远为零。零和游戏的内容如下:两人对弈,总会有一个赢,一个输,如果我们把获胜计算为得1分,而输棋为-1分。则若A获胜次数为NB的失败次数必然也为N。若A失败的次数为M,则B获胜的次数必然为M。这样,A的总分为(N-M),B的总分为(M-N),显然(N-M+M-N=0,这就是零和游戏的数学表达式。现在零和博弈广泛用于有赢家必有输家的竞争与对抗中。零和游戏规则越来越受到重视,因为人类社会中有许多与零和游戏像类似的局面。与零和对应,现在也常用双赢概念。双赢的基本理论就是利己损人,通过谈判、合作达到皆大欢喜的结果。现代博弈理论由匈牙利大数学家冯·诺伊曼于20世纪20年代开始创立,1944年他与经济学家奥斯卡·摩根斯特恩合作出版的巨著《博弈论与经济行为》,标志着现代系统博弈理论的初步形成。

通过有效合作皆大欢喜的结局是可能出现的。但从零和游戏走向双赢,要求各方面要有真诚合作的精神和勇气,在合作中不耍小聪明,不要总想占别人的小便宜,要遵守游戏规则,否则双赢的局面就不可能出现,最终吃亏的还是合作者自己。

从个人到国家,从政治经济,似乎无不验证了世界正是一个巨大的零和游戏场。这种理论认为,世界是一个封闭的系统,财富资源机遇都是有限的,个别人、个别地区和个别国家财富的增加必然意味着对其他人、其他地区和国家的掠夺,这是一个邪恶进化论式的弱肉强食的世界。我们大肆开发利用煤炭石油资源,留给后人的便越来越少;研究生产了大量的转基因产品,一些新的病毒也跟着冒了出来。20世纪以来,人类在经历了两次世界大战、经济的高速增长、科技进步、全球一体化以及日益严重的环境污染之后,零和游戏观念正逐渐被双赢观念所取代。在竞争的社会中,人们开始认识到利己不一定要建立在损人的基础上。领导者要善于跳出零和的圈子,寻找能够实现双赢的机遇和突破口,防止负面影响抵消正面成绩。批评下属如何才能做到使其接受而不抵触,发展经济如何才能做到不损害环境,开展竞争如何使自己胜出而不让对方受到伤害,这些都是每一个为官者应该仔细思考的问题。有效合作,得到的是皆大欢喜的结局。从零和走向正和,要求各方要有真诚合作的精神和勇气,遵守游戏规则,否则双赢的局面就不会出现,最终吃亏的还是合作者自己。

7 木桶理论

 这里所谓的木桶理论,更确切地说,是指某个桶中必然有短板(即最差的那块木板),它倒并不一定是,这里的实际上就是”.最明显的例子就是每个人都有自己最差器官,例如有的人心血管不好,有心脏病;有的人肝不好,有乙型肝炎;而有的人却是肾脏病.总之,人的身体总有一些毛病.同样,对于一个人来说此人既有优点也有缺点,每个人的优缺点并不尽同,而且其最大的缺点正是短板效应中的那块差的木板.

 

 

 

 

 

 

 

 

 



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