开放度与加速度

开放度与加速度

耗散结构听起来很深奥,其实它是很普遍的。不仅细胞、动植物、人体等生物体是耗散结构,就连一座城市、一个工厂、一个社会,也都是耗散结构。

就拿我们所居住的城市来说,它每天要输入粮食、蔬果、肉蛋等食品,和煤、石油、电力等能源,还有其他种种物质,如生产钢铁的工厂要输入铁矿石、煤炭,纺织厂要输入棉花、羊毛,无线电厂要输入集成电路、晶体管、电阻电容等。同时,城市每天又要输出许多产品,如钢铁厂生产的钢材,纺织厂生产的布匹,无线电厂生产的收音机、电视机等。当然,城市还有一项大的输出是废物,主要是垃圾。一座现代大城市每天的垃圾数以万吨计。城市就是这样与外界进行着能量和物质的交换,它才能生存下去,并保持一定的稳定有序的状态。否则就会趋于混乱,乃至灭亡。例如,城市的垃圾如果有一星期得不到及时输运并处理的话,这座城市就要变成“死城”了。

根据耗散结构理论,凡是与外界相互作用的开放系统,必定会在外界的影响下产生一个该系统的发展加速度。发展加速度与该系统的开放程度成正比,与该系统的规模成反比。还是拿城市的情况来说,城市规模越大,它的发展越是困难,世界上的大城市都是举步维艰,原因就在于它们的规模太大,惯性太大,行动起来很困难。从近代史上看,沿海城市比内陆城市发展快,这是因为轮船的出现,使沿海城市的交通比内陆城市要发达得多,这样它们就能更多地与外界进行物质和能量的交换,或者说沿海城市具有更大的开放度,这样,它们的发展就快。而有些内陆城市,特别是地处山区或沙漠中的城市,由于交通不便,与外界交流较少,客观上表现为它们的开放度小,因而城市的发展加速度就小,城市就难以发展。

在我国罗布泊地区曾发现了一座楼兰古城,那地方原是古代丝绸之路上的发达城市。千百年来,人类过于频繁地在垦殖后向大自然索取,加剧了该地区的沙漠化,使楼兰城与外界的交换逐渐减少,最后人去“楼”空,楼兰终于成为一片废墟。今天,许多山区的人民喊出了“要想富,先修路”的口号,其实是从另一个角度印证了耗散结构理论的正确性。因为修了公路就能加快加大山区与外界的交流,扩大山区的开放度,从而加快山区的发展加速度。