编者按:王身力教授早在拉洛兹之前就提出基于负熵论的广义进化理论,而其开创性研究一直没有得到应有的评价。本书是王身力教授广义进化论研究的总结, 读者可以拿他的研究同拉洛兹的研究作比较, 特别是比较双方的研究深度和广度。
绪 论
自然界的变化,按其是否具有方向性,可分为两大类。一类是没有方向性的变化,即可逆性变化;另一类是有方向性的变化,即不可逆性变化。
具有一定方向性的变化,通常称为“演化”。演化的方向有二:一为退化,即旧事物的分解和衰亡;另一为进化,即新事物的产生和发展。无论是进化或是退化,都具有不可逆的性质。我们观察到的许许多多较为复杂的自然现象,大多是不可逆的演化现象。自然界的许多变化都不是过去的简单重复或反复,而是不可逆地演化(进化或退化)的。经典力学所研究的可逆性变化只是自然现象的一种理想化、简单化了的图景,而自然界的实际变化,对于时间的过去和未来是“不对称”的。
1859年达尔文出版《物种起源》的巨著,以自然选择原理为核心,奠定了生物进化论的基础。什么是生物进化?人们通常说,是从低级到高级,从简单到复杂,从无序到有序。如此说来,进化现象不仅存在于生命世界,也存在于非生命世界,诸如宇宙天体、某些物理化学过程(特别是耗散结构)、自动控制系统、机器人、自学习机、自繁殖机等等。这就是本文所指的广义进化。它既包括生物进化,又包括非生命的进化。
综上所述,变化、演化与广义进化的关系可图示如下:
本书不是对广义进化现象进行罗列,而是以负熵与信息为中心概念,来探讨广义进化现象的共同机理,从而为广义进化现象勾画出一个普遍的、综合的图景。
研究广义进化,需要有一个普适性的概念来表示进化发展程度,或有序性程度。在控制论与信息论中,通常用信息量来表示有序度。有序度(信息)的增加,也就是无序度的减少,这就意味着进化。信息与负熵等价,只有广义的、信息论的负熵才是各种广义进化系统共同统一的因素。为此,本书第一章中先介绍信息论的熵和负熵的概念,并详细讨论它们与热力学熵概念的联系和区别,作为本书立论的基础。
为了探讨广义进化,著者感到有必要从信息论的概念来推广整个经典热力学,从一个新角度来发展热力学,在耗散结构理论之外另辟蹊径。这就是本书从第二章开始直至第六章的主旨。这方面的探索还是极其初步的,前面的道路还很长很长。著者希望通过这些讨论,能引起读者的兴趣,使更多的人来参与研究,使这方面的探索能取得较快的进展。
本书第七章介绍赫胥黎的广义进化思想,第八章从生物的群体遗传学角度讨论负熵与进化的关系。第九章至第十章讨论储存负熵的物质基础,第十一章讨论人工的广义进化系统及其进化机理,第十二章从生命与非生命世界的“目的性”现象来讨论广义进化,第十三章介绍了两位诺贝尔奖得主,即普里高津与莫诺关于广义进化的偶然性与必然性关系的争论,第十四章讨论宇宙的进化,特别介绍了著者提出的“奇点力”的概念,最后两章第十五章、第十六章是对全书的一个初步总结。
本书篇幅不多,但内容很广,涉及许多不同的学科。虽然著者力图在深入浅出方面下功夫,使本书尽可能通俗易懂,但对某些较专门的内容,因系著者本人的研究成果,不免敝帚自珍,舍不得割爱。特别是第八章中关于群体遗传学方面某些较专门的内容,不熟悉它们的读者在阅读本书时可以跳过去,而不致影响对本书基本内容与基本思想的理解。
--王身力