玻爾茲曼及其對(duì)熱力學(xué)理論的貢獻(xiàn)

./玻爾茲曼及其對(duì)熱力學(xué)理論的貢獻(xiàn)第1章：緒論近年來有許多關(guān)于玻爾茲曼及其理論的研究,雖然這些研究都十分精辟,但是我們看到的都只是玻爾茲曼及其理論的一部分,就好比我們只看到一棵大樹的許多枝條和樹葉,但是始終沒有去把握去觀察這棵樹的樹干,所以我們還需要對(duì)玻爾茲曼的人生經(jīng)歷的梳理和他對(duì)熱力學(xué)理論的貢獻(xiàn)的概括總結(jié)！本文在閱讀大量的期刊,對(duì)玻爾茲曼有了比較完整的認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,描述出玻爾茲曼的人生經(jīng)歷和概括總結(jié)出玻爾茲曼對(duì)熱力學(xué)理論的主要貢獻(xiàn)。本文通過上網(wǎng)查找、翻閱書報(bào)、收集資料等方式,了解現(xiàn)在國外學(xué)者對(duì)玻爾茲曼及其相關(guān)理論研究的現(xiàn)況,從而進(jìn)一步了解玻爾茲曼的部分人生經(jīng)歷,以及他對(duì)熱力學(xué)理論的貢獻(xiàn)。第2章玻爾茲曼及其對(duì)熱力學(xué)理論的貢獻(xiàn)2.1玻爾茲曼的青春歲月"玻爾茲曼是另兩位偉大的理論物理學(xué)家——19世紀(jì)的麥克斯韋和20世紀(jì)的愛因斯坦之間的中間環(huán)節(jié),是連接19世紀(jì)和20世紀(jì)物理學(xué)的橋梁."[1]路德微希.愛德華.玻爾茲曼1844年2月20日出生于名聞遐邇的音樂之都維也納。維也納的文化氛圍對(duì)玻爾茲曼的成長產(chǎn)生了很大的影響。他誕生的那一夜,正是基督教從懺悔向灰色星期三的過度。玻爾玻爾茲曼的父親是一名從事法律工作的文職官員,雖然他的薪水不高,但是卻非常重視子女的教育問題,在家庭非常拮據(jù)的情況下,也讓玻爾茲曼接受好的教育。但是不幸的是在1859年,當(dāng)時(shí)玻爾茲曼15歲,他的父親死于肺結(jié)核,16歲痛失胞弟。這一悲劇在孩子身上留下難以消除的痕跡。家庭的不幸致使玻爾茲曼的母親把自己全部的希望都寄托在年少的玻爾茲曼身上。相依為命的母子二人,從此具有更深厚的感情。玻爾茲曼在青少年時(shí)期志趣廣泛,他不僅喜歡音樂和文學(xué),而且具有特殊的觀察天賦,對(duì)自然界具有非凡的洞察力。他善于思考,樂于讀書,學(xué)習(xí)成績優(yōu)異。他在班上總是十分杰出的,并且顯示出對(duì)數(shù)學(xué)和科學(xué)的極大熱情。但是在這一階段漫漫長夜的秉燭夜讀,使得玻爾茲曼在晚年歲月深受視力惡化的痛苦。1863年,玻爾茲曼在林茨讀完大學(xué)預(yù)科后,進(jìn)入著名的維也納大學(xué)跟斯忒藩和洛喜密脫學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和物理。以至于他后來成為偉大的物理學(xué)家。"比玻爾茲曼年長9歲的斯忒藩非常賞識(shí)玻爾茲曼的才華"。[2]玻爾茲曼也不負(fù)師望。在大學(xué)二年級(jí)就發(fā)表了首篇研究論文,回答了斯忒藩提出的電學(xué)原理問題。2.2玻爾茲曼在學(xué)術(shù)界嶄露頭角玻爾茲曼大學(xué)畢業(yè)后,繼續(xù)在斯忒藩的指導(dǎo)下攻讀博士學(xué)位,并擔(dān)任斯忒藩的助手。1866年2月,22歲的玻爾茲曼,向維也納科學(xué)院宣讀了他的博士論文。論文的題目是:《力學(xué)在熱力學(xué)第二定律中的地位和作用》在他的博士論文中明確地指出,僅僅把力學(xué)規(guī)律應(yīng)用于氣體分子的運(yùn)動(dòng),還不能完全解釋熱力學(xué)第二定律,"但這篇論文卻為玻爾茲曼日后所取得的最輝煌的科學(xué)成就奠定了基礎(chǔ)"。[3]在論文中,他試圖把熱力學(xué)第二定律與力學(xué)的最小作用原理聯(lián)系起來,以對(duì)熱力學(xué)定律作出純力學(xué)的證明.結(jié)果,他雖然得到了一個(gè)熵的力學(xué)表達(dá)式,但這種處理很難令人信服.這時(shí),他注意到了麥克斯韋的分子速度分布律,引起了極大的興趣.經(jīng)過研究,他發(fā)現(xiàn)麥克斯韋的推導(dǎo)有一些不能令人滿意的地方。于是,玻爾茲曼在1868年發(fā)表了題為《運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)活力平衡的研究》的論文,他明確指出,研究分子運(yùn)動(dòng)論必須引進(jìn)統(tǒng)計(jì)學(xué);并且還證明了不僅單原子氣體分子遵循麥克斯韋速度分布律,而且多原子以及凡是可以看成質(zhì)點(diǎn)系的分子體系在平衡態(tài)時(shí)都遵從麥克斯韋速度分布律.除此之外,他還將麥克斯韋速度分布律推廣到分子處于勢(shì)場(chǎng)V的作用下系統(tǒng)速度的分布.之后,玻爾茲曼接連發(fā)表了幾篇論文.他從麥克斯韋速度分布律出發(fā)提出了著名的"H定理"在沒有達(dá)到平衡以前,H函數(shù)的值隨時(shí)間持續(xù)下降;在達(dá)到麥克斯韋分布律所表征的平衡態(tài)時(shí),H函數(shù)則取最小值.這個(gè)定理在當(dāng)時(shí)被稱之為玻爾茲曼最小定理,它同熱力學(xué)第二定律一樣,指明了過程的不可逆性.1866—1868年,玻爾茲曼在系統(tǒng)地掌握克勞修斯和麥克斯韋的統(tǒng)計(jì)思想的基礎(chǔ)上,開始在物質(zhì)結(jié)構(gòu)的原子基礎(chǔ)問題上初露鋒芒。在這段時(shí)間的工作中,玻爾茲曼與約瑟夫.洛喜密脫成為好朋友。約瑟夫.洛喜密脫當(dāng)時(shí)已經(jīng)在物理學(xué)院工作,這個(gè)學(xué)院當(dāng)時(shí)只在愛德貝格大街的一棟房子里有一個(gè)小小的實(shí)驗(yàn)室。但是玻爾茲曼卻有著許多物理方面的想法。玻爾茲曼在愛德貝格實(shí)驗(yàn)室做了許多他感興趣的實(shí)驗(yàn),當(dāng)玻爾茲曼在晚年時(shí)期回憶起在愛德貝格實(shí)驗(yàn)室做的實(shí)驗(yàn)時(shí),他就會(huì)說："今天有了漂亮的實(shí)驗(yàn)儀器,人們?cè)趯で笕绾问褂盟南敕?。我們?cè)趷鄣仑惛駥?shí)驗(yàn)室時(shí),卻是充滿了想法,卻苦于沒有實(shí)驗(yàn)儀器。"1868年,取得博士學(xué)位的玻爾茲曼又發(fā)表了評(píng)論能量均分定理的論文。這篇論文使玻爾茲曼獲得了在大學(xué)任教的資格,被授予講課權(quán)。而僅當(dāng)1869年,年僅25歲的玻爾茲曼就獲得了格拉茨大學(xué)數(shù)學(xué)和物理學(xué)教授講席。在格拉茨大學(xué)玻爾茲曼與學(xué)院院長奧古斯特.托耶普勒是同事,很快托耶普勒成為了玻爾茲曼的良師益友。托耶普勒計(jì)劃修建新的建筑、購置新的儀器、籌集更多研究資金,這些對(duì)于年親的物理學(xué)家來說,標(biāo)志著一個(gè)充滿學(xué)術(shù)活力時(shí)期的開始。從此,玻爾茲曼正式開始了他的科學(xué)生涯,并逐漸在學(xué)術(shù)界嶄露頭角。1871年,玻爾茲曼連續(xù)發(fā)表了《論多原子分子的熱平衡》和《熱平衡的某些理論》兩篇論文.文中他研究了氣體在重力場(chǎng)中的平衡分布,提出的新觀點(diǎn)是:不需要對(duì)分子碰撞作任何假設(shè),只假設(shè)一定的能量分布在有限數(shù)目的分子之中,能量的各種組合機(jī)會(huì)均等<他假定在動(dòng)量空間的能量曲面上作均勻分布>,也就是說,能量是一份一份地分成極小的但卻是有限的份額,于是把這個(gè)問題進(jìn)行組合分析,當(dāng)份額數(shù)趨向無窮大,每份能量趨向無窮小時(shí),獲得麥克斯韋分布.玻爾茲曼這一處理方法有重要意義,后來普朗克正是采用這種方法建立量子假設(shè)的.在1872年維也納皇家科學(xué)院學(xué)刊上發(fā)表了《關(guān)于非子氣體熱平衡的進(jìn)一步研究》玻爾茲曼提出了一他名字命名的著名方程——玻爾茲曼方程,玻爾茲曼的名字永遠(yuǎn)與這一成就相聯(lián)系,這一方程描述了分子組成的氣體統(tǒng)計(jì)性質(zhì),是人們發(fā)現(xiàn)的支配開率隨時(shí)間變化的第一個(gè)方程,同時(shí)玻爾茲曼還推導(dǎo)出了不可逆性的證明。那時(shí)候的人們沒有注意觀察不可逆現(xiàn)象,但是并不意味著不可逆現(xiàn)象就不存在。1873年,玻爾茲曼未能抵御住誘惑,接受了維也納大學(xué)數(shù)學(xué)教授的職位,到維也納大學(xué)當(dāng)一個(gè)教授,在奧地利被看著——迄今依然是一個(gè)學(xué)術(shù)生涯中所可能走到的最高一級(jí),盡管它常常等于是缺個(gè)人研究的平和和專心。在離開格拉茨以前,玻爾茲曼認(rèn)識(shí)了他未來的妻子哼麗艾特.埃根特勒。她比玻爾茲曼年輕十歲,她是一位教師,在邂逅玻爾茲曼之后,她決定學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。格拉茨大學(xué)哲學(xué)學(xué)院主任希策爾為此感到十分奇怪,在他眼里,一位婦女的命運(yùn)就是烹飪食物和收拾屋子,但是亨麗還是決定學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),但是在第二個(gè)學(xué)期就有法律規(guī)定禁止婦女上大學(xué),亨麗最終聽取了希策爾的建議學(xué)習(xí)烹飪食物。因?yàn)榇藭r(shí)亨麗已經(jīng)與玻爾茲曼訂婚,他覺得自己有學(xué)習(xí)烹飪技術(shù)的需要。玻爾茲曼在1875年寫了一封求婚信給亨麗,他認(rèn)為這類事件還是書面處理得好。他對(duì)婚姻的看法是："盡管對(duì)以為其唯一的資本是工作的丈夫來說,嚴(yán)格的借鑒和照顧好家庭是最重要的,但是一個(gè)妻子如果對(duì)丈夫的努力不理解,也沒有熱情,只是侍女,而不是隨之共同奮斗的伴侶,那么也不可能有永恒的愛。"在做出訂婚決定的后,格拉茨大學(xué)院長托耶普勒寫信給玻爾茲曼,希望它能夠重新回到格拉茨大學(xué)。玻爾茲曼也對(duì)在格拉茨大學(xué)留下的教席職位十分感興趣,而且玻爾茲曼在格拉茨教的是物理而不是數(shù)學(xué),在格拉茨的行政工作也比在維也納輕許多。此外,玻爾茲曼正準(zhǔn)備結(jié)婚,但他在維也納連一套公寓也找不到。所以,1876年玻爾茲曼決定這些回到格拉茨。在1875——1877年間,玻爾茲曼為了回答他老是提出的"可逆佯謬",他一直在尋求正確的解釋。終于在1877年10月,玻爾茲曼提出了玻爾茲曼關(guān)系式,很好的解釋"可逆祥謬",也給熱力學(xué)第二定律給出了統(tǒng)計(jì)解釋。式中k是玻爾茲曼常數(shù),這個(gè)式子給熵函數(shù)已明確的統(tǒng)計(jì)意義,某個(gè)宏觀態(tài)的熵等于玻爾茲曼常量k乘以相應(yīng)的微觀態(tài)的對(duì)數(shù),熵是混亂度的量度,某個(gè)宏觀態(tài)對(duì)應(yīng)的微觀狀態(tài)數(shù)愈多,它的混亂度愈大,熵愈大。1877年,玻爾茲曼發(fā)表了他的論文《論熱理論的概率率基礎(chǔ)》,他在其中表達(dá)了后來被愛因斯坦稱為"玻爾茲曼原理"的思想,把"熵"解釋為數(shù)學(xué)上被很好確定相對(duì)原子的無序"量度",在玻爾茲曼之前的物理學(xué),有一門叫熱力學(xué)的學(xué)科,在對(duì)原子無序運(yùn)動(dòng)的效應(yīng)的研究中,甚至就沒有提到物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu),有一個(gè)相當(dāng)神秘的量,即前面提到的熵,在任何不被允許的過程式中起著重要的作用,感受玻爾曼的研究,它表明熵不是別的,正是一個(gè)宏觀態(tài)的概率水準(zhǔn)量度,1879年前后玻爾茲曼和他的老師斯忒藩教授發(fā)現(xiàn)了黑體的輻射本領(lǐng)與溫度的4次方成正比的"斯忒藩-玻爾茲曼定律",揭開了黑體輻射研究的序幕,最終導(dǎo)致1900年普朗克量子論的問世.1887年的另一篇文章中,玻爾茲曼討論了熱力學(xué)第二定律的力學(xué)類似。在1885-1887年間科學(xué)的爭論,有助于改善他與英國物理學(xué)家的關(guān)系,因?yàn)闆]有多少人敢去讀他的長篇論文,正是通過這些討論,玻爾茲曼奠定了他的國際聲譽(yù)基礎(chǔ),成了他那個(gè)時(shí)代物理學(xué)中一個(gè)偉大大的名字。2.3玻爾茲曼心理危機(jī)玻爾茲曼在格拉茨度過了10年,但是愉快的生活卻顯得有點(diǎn)短暫！玻爾茲曼的愉快生活在一個(gè)斐然時(shí)期突然發(fā)生了變化,以致后來發(fā)展成為一場(chǎng)嚴(yán)重的身體和心理危機(jī)。到底發(fā)生了什么？人們能確定出一系列不愉快的事實(shí),其中沒有一件是以解釋如此程度的危機(jī),然而把它們?nèi)釉谝黄?卻可以說明它,因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生的問題材的累積效應(yīng),是玻爾茲曼無力克服的。實(shí)際上要回溯到1885年,或許與他母親的去世有關(guān),玻爾茲曼在15歲的時(shí)候就失去了父親,從此以后他對(duì)母親充滿著更多的深情,母親的去世對(duì)玻爾茲曼是一種沉重的打擊。據(jù)資料顯示,在1885年,玻爾茲曼沒有寫過一篇文章,沒有記錄著他與其他科學(xué)家的信件來往。1888年初,玻爾茲曼應(yīng)邀來到柏林,被提名為基爾霍夫的繼任人,玻爾茲曼隨即參觀了物理學(xué)院與實(shí)驗(yàn)室,并且也接受了這議,甚至還在系里看了辦公室。很快這一事件已成為人人皆知的事。當(dāng)玻爾茲曼從柏林回來,它才意識(shí)到自己做了多么不合理的事,在那時(shí)候接受其他國家的任命,至少要首先請(qǐng)求批準(zhǔn),算合乎情理。但是他沒有勇氣通告奧地利當(dāng)局他已經(jīng)接受了柏林的聘請(qǐng)。即使是這樣他的意圖已不再是秘密,奧地利也不想失去它著名的科學(xué)家之一,為了勸服玻爾茲曼繼續(xù)留在格拉茨,忙碌的談判開始了。玻爾茲曼又不善于這種談判,他面臨著兩難的痛苦。在1888年3月玻爾茲曼接收到柏林的任命時(shí),他試圖用他的近視來推脫在柏林的職位,從而絕這項(xiàng)任命。但柏林的回復(fù)是：他們會(huì)用真誠的理解和關(guān)心來接待他,他們希望能與玻爾茲曼共事。玻爾茲曼絕提議沒有收到預(yù)期的效果,最后玻爾茲曼違背自己的諾言,放棄在柏林的職位。與此同時(shí)玻爾茲曼也說不清楚自己為什么拒絕到柏林,一方面想到柏林去另一方面又擔(dān)心自己不能夠勝任該職位而感到不安,他在懷疑是否夠得上偉大科學(xué)家的層次？玻爾茲曼的不自信已經(jīng)顯露出來。在1889年,玻爾茲曼的11歲長子路德維希死于闌尾炎,更使他舊愁未解,又添新憂,玻爾茲曼自責(zé)自己未能認(rèn)識(shí)到兒子的病情嚴(yán)重,而且相信了一個(gè)全科醫(yī)生的錯(cuò)誤診斷,這個(gè)悲傷時(shí)間確實(shí)增長了它的不安全感和孤獨(dú)感。玻爾茲曼的某些行為引起同事對(duì)他態(tài)度的改變；他那種想有更好的職位卻又擔(dān)心自己不能勝任；以及在格拉茨會(huì)讓他想起剛剛失去兒子的痛苦回憶,這種種原因使得玻爾茲曼想離開格拉茨這塊已成為不愉快的地方。1889年底,玻爾茲曼寫信給亥姆霍茨,告訴他自己的身體已經(jīng)康復(fù),也再次表示對(duì)柏林的職位感興趣,然后他通知每一所大學(xué)里的通行,表示自己想離開格拉茨。在1890年,玻爾茲曼在朋友的幫助下,爭取得了在慕尼黑擔(dān)任物理學(xué)教授任命。在慕尼黑,玻爾茲曼終于能夠教授他最喜愛的課程了,在教了14年的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)之后,他開始以一種生動(dòng)的方式,來教授理論物理。在這里玻爾茲曼每周去一次啤酒屋,就著啤酒與一些同事討論學(xué)術(shù)問題,就這樣玻爾茲曼在慕尼黑度過了安寧平和的四年。當(dāng)時(shí)唯一的不利在于,巴伐利亞州不為大學(xué)教授提供養(yǎng)老金,由于玻爾茲曼的視力退化日益嚴(yán)重,他開始擔(dān)心他家庭的未來。在玻爾茲曼的記憶里,有不少科學(xué)家因?yàn)闆]有養(yǎng)老金,后來在悲慘的境地中死去。由于玻爾茲曼的視力退化嚴(yán)重,他的夫人已經(jīng)開始定期給玻爾茲曼大聲念科學(xué)文獻(xiàn),以便她丈夫的眼睛得到休息。離開家鄉(xiāng)多年后,在1892年,玻爾茲曼開始想家了,他又想回到維也納。1894年他著名的老師約瑟夫.斯忒藩去世,玻爾茲曼在維也納的同事就開始設(shè)法讓玻爾茲曼接替約瑟夫前輩的位置,玻爾茲曼不排除回到維也納的可能,但是又想鞏固在慕尼黑的地位。慕尼黑也不想失去這樣一位偉大的科學(xué)家,為了說服玻爾茲曼繼續(xù)在慕尼黑工作,慕尼黑答應(yīng)提供某些優(yōu)惠,其中包括大幅度增加薪金,給予一個(gè)頭銜,配備一名助手,為了增加玻爾茲曼的薪金哲學(xué)學(xué)院取消了不必要的職位,把剩下來的錢加在玻爾茲曼的薪金上。雖然這樣玻爾茲曼還是不想繼續(xù)呆在慕尼黑,經(jīng)過巨大努力1894年玻爾茲曼終于回到了維也納,接替約瑟夫.斯忒藩教席。2.4玻爾茲曼悲劇性的命運(yùn)當(dāng)玻爾茲曼回到維也納不久,他發(fā)現(xiàn)事情并不像他想像的那樣美好,他回到維也納之后,并沒有發(fā)現(xiàn)像在慕尼黑那樣令人愉快的朋友和同事圈子。當(dāng)時(shí)玻爾茲曼與奧斯特瓦爾特之間發(fā)生的"原子論"和"唯能論"的爭論,在科學(xué)史上非常著名。這種論戰(zhàn)持續(xù)十年,玻爾茲曼沉浸在與這些不同見解的斗爭中,一定程度上損害了他的生理和心理健康。學(xué)術(shù)上的孤立感使他的狂郁癥越來越明顯。玻爾茲曼堅(jiān)持實(shí)在論,勇敢地提出了新論點(diǎn),卻又無力給以充分的解釋。這樣的矛盾心理不時(shí)地糾纏著這位杰出的物理學(xué)家。面對(duì)自己篤信并為之不懈奮斗的科學(xué)理論橫遭懷疑,自己辛辛苦苦建造出來的科學(xué)理論體系一旦崩潰,玻爾茲曼漸漸地對(duì)自己的事業(yè)和前途喪失了信心,變得憂心忡忡,郁郁寡歡。盡管玻爾茲曼的"原子論"與奧斯特瓦爾德的"唯能論"之間的論戰(zhàn),最終玻爾茲曼取勝,"架起分子世界和宏觀物質(zhì)世界的橋梁"[4]但這個(gè)過程對(duì)于一個(gè)科學(xué)家的生命來說,顯得太長了。玻爾茲曼一直有一種孤軍奮戰(zhàn)的感覺,他陷入了一種兩難境界。玻爾茲曼是一位優(yōu)秀的教師,他的課堂條理清晰,充滿機(jī)制和幽默,如；"非常大的小"1902年,玻爾茲曼受聘于維也納大學(xué),繼布倫塔諾和馬赫之后擔(dān)任科學(xué)哲學(xué)教授職位。接替馬赫擔(dān)任歸納科學(xué)哲學(xué)教授。由于玻爾茲曼面臨一系列的爭論,還有太多的工作帶給他的疲勞,他對(duì)上課的熱情減少了許多。以至于在后幾次哲學(xué)課上的不大成功,使他對(duì)自己能否講好課,產(chǎn)生了懷疑。玻爾茲曼的個(gè)性決定了他對(duì)事物的兩種看法是：完全成功；根本失敗。一失敗就會(huì)產(chǎn)生對(duì)自己能力的懷疑。玻爾茲曼的痛苦與日俱增,又沒有別的辦法解脫,他似乎不太可能從外面獲得幫助。如果把他的精神世界也能比作一個(gè)系統(tǒng)的話,那也是一個(gè)封閉的系統(tǒng)。按照"熵增加原理"[5],孤立系統(tǒng)的熵不可能永遠(yuǎn)減小,它是在無情地朝著其極大值增長。也就是說,其混亂程度在朝極大值方向發(fā)展。玻爾茲曼精神世界的混亂成了一個(gè)不可逆的過程,他最后只好選擇用自殺的方式來結(jié)束其"混亂程度"不斷增加的精神生活。1906年,玻爾茲曼"作出了以身殉信念的選擇"[6],"對(duì)許多科學(xué)家來說,1906年的夏天是個(gè)不幸的季節(jié)。玻爾茲曼,奧地利物理學(xué)家,在氣體運(yùn)動(dòng)論和熱力學(xué)方面都有重大貢獻(xiàn),在那年的夏天,一個(gè)人悄悄跑到森林里去自殺了"[7]。也給我們留下了遺憾……第3章玻爾茲曼對(duì)熱力學(xué)理論的貢獻(xiàn)3.1玻爾茲曼熵1875年,玻爾茲曼的基本方程遇到了來自他的老師洛喜密脫的反對(duì)。玻爾茲曼的H定理有著基礎(chǔ)性的重要性,因?yàn)樗砻魉姆匠痰幕咎卣魇遣豢赡嫘裕毫縃在時(shí)間中〔當(dāng)氣體與它的固體邊界沒有物質(zhì)和能量交換時(shí)總是減少的。這一結(jié)果似乎與下述事實(shí)是沖突的,即構(gòu)成氣體的分子遵循時(shí)間可逆的經(jīng)典力學(xué)定律。相應(yīng)的,在某一時(shí)間,給定具有某一分子速度的運(yùn)動(dòng),我們總能想到同一時(shí)刻的具有相反速度〔和與前面相同的分子位置的運(yùn)動(dòng)；后一狀態(tài)的反向變化,將與原初狀態(tài)的向前變化相等。因此,如果H在前一情形中減少,它在第二種情形應(yīng)該增加,這與玻爾茲曼的H定理是相矛盾的。"可逆佯謬"一提出,玻爾茲曼就意識(shí)到了它的重要性.1876年,玻爾茲曼為了回答老師洛喜密脫提出的"可逆佯謬",玻爾茲曼對(duì)熵概念采用了非唯象的特殊理解,得出了不管原子起初如何四面八方運(yùn)動(dòng),熵與原子的幾率是本質(zhì)相關(guān)的,賦予了熵的宏觀狀態(tài)的概率以熱力學(xué)量度的含義,即玻爾茲曼原理。1877年初,他對(duì)此作出了初步的回答.他認(rèn)為要想認(rèn)識(shí)分子的運(yùn)動(dòng),從而了解物體隨時(shí)間的發(fā)展而經(jīng)歷的狀態(tài),重要的是必須知道這些分子的初始條件,正是在這一點(diǎn)上,以前人們忽略了.他提出了一個(gè)重要的物理思想:每個(gè)微觀狀態(tài),不管它是否處于均勻的宏觀分布中,都具有相同的概率,但重要的是相對(duì)于某一宏觀狀態(tài)的分布數(shù);對(duì)于某些初始條件頗不尋常的過程來說,H值可能會(huì)增大<熵減小>,但是使H值減小<熵增加>的初始條件卻有無限多種.也就是說,因?yàn)榻^大多數(shù)狀態(tài)都是平衡態(tài),所以具有H值減小<熵增加>的初始狀態(tài)有無限多種.他還指出,熱力學(xué)第二定律是關(guān)于概率的定律,它的結(jié)論不能靠動(dòng)力學(xué)方程來檢驗(yàn).1877年10月,玻爾茲曼發(fā)表了他的論文《論熱理論的概率率基礎(chǔ)》,專門討論熱力學(xué)第二定律與概率關(guān)系的論文,進(jìn)一步闡述了他提出的思想.他明確表示,能從研究系統(tǒng)中各種可能狀態(tài)的概率去計(jì)算熱平衡狀態(tài);在大部分情況下,初始狀態(tài)是概率較小的狀態(tài),但從初始狀態(tài)開始,系統(tǒng)將逐漸走向概率較大的狀態(tài),直到最后進(jìn)入概率最大的狀態(tài),那就是熱的平衡.他研究和推算了熱力學(xué)第二定律和概率的關(guān)系,推算的結(jié)果得到熵S與概率Ω的對(duì)數(shù)成正比這就是統(tǒng)計(jì)物理的玻爾茲曼熵關(guān)系式,其中k為玻爾茲曼常量。由此定義的熵稱為統(tǒng)計(jì)熵<或玻爾茲曼熵>?？梢?熵就是系統(tǒng)處于某一宏觀狀態(tài)可能性<概率>的量度。也就是說,系統(tǒng)的熵越大,則系統(tǒng)處于該狀態(tài)的概率就越大;系統(tǒng)的熵越小,則系統(tǒng)處于該狀態(tài)的概率也越小。玻爾茲曼熵關(guān)系提出以后,普朗克、吉布斯又對(duì)熵做了進(jìn)一步研究,對(duì)熵的解釋更為明確。他們認(rèn)為:"在由大量粒子<分子、原子>構(gòu)成的系統(tǒng)中,熵就表示粒子之間無規(guī)則的排列程度;或者說,表示系統(tǒng)的紊亂程度,系統(tǒng)越‘亂’,熵就越大,系統(tǒng)越有序,熵就越小。"控制論創(chuàng)始人維納也說過:"一個(gè)系統(tǒng)的熵就是它的無組織程度的量度。"玻爾茲曼給出了熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)解釋,它說明的是一個(gè)孤立系統(tǒng)朝著均勻、無序簡單、趨向平衡態(tài)的方向演化,這實(shí)際上是一種退化的方向。它指出,一個(gè)孤立系統(tǒng),無論其初始條件和歷史如何,它的一個(gè)狀態(tài)函數(shù)熵會(huì)隨著時(shí)間的推移單調(diào)的增加,直至達(dá)到熱力學(xué)平衡態(tài)時(shí)趨于極大,從而指明了不可逆過程的方向性。即"時(shí)間箭頭"只能指向熵增加的方向。熵增加原理第一次把演化的觀念、歷史的觀念引入物理學(xué)。"熵"概念的提出,是十九世紀(jì)科學(xué)思想的一個(gè)巨大貢獻(xiàn),它的意義完全可以和生物學(xué)中的提出"進(jìn)化"概念相媲美。3.2篤信原子的人玻爾茲曼不僅玻爾茲曼給出了熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)解釋,給出了世界運(yùn)動(dòng)變化的方向,而且玻爾茲曼是一個(gè)篤信原子的人。相信人們都知道學(xué)術(shù)界關(guān)于"能量學(xué)"和"原子論"的爭論。"玻爾茲曼是一位較早使用原子假說解釋科學(xué),用假說演繹模式來揭示實(shí)在論的非教條主義實(shí)在論者"[8]玻爾茲曼與奧斯特瓦爾特之間發(fā)生的"原子論"和"唯能論"的爭論,在科學(xué)史上非常著名。按照普朗克的話來說,"這兩個(gè)死對(duì)頭都同樣機(jī)智,應(yīng)答如流；彼此都很有才氣"。當(dāng)時(shí),雙方各有自己的支持者。"玻爾茲曼是一位深受哲學(xué)困擾的物理學(xué)家"[9]奧斯特瓦爾德的"后臺(tái)"是不承認(rèn)有"原子"存在的恩斯特·馬赫。由于馬赫在科學(xué)界的巨大影響,當(dāng)時(shí)有許多著名的科學(xué)家也拒絕承認(rèn)"原子"的實(shí)在性。1895年關(guān)于"唯能論"和"原子論"的爭論終于爆發(fā)了,那是1895年9月下旬在德國呂貝克召開的第67屆自然科學(xué)家和醫(yī)生大會(huì)上,奧斯特瓦爾德發(fā)表了題為"克服科學(xué)的唯物論"的講演,來自慕尼黑的理論物理教授玻爾茲曼當(dāng)場(chǎng)站出來反駁這種看法。會(huì)上,多數(shù)化學(xué)家站在奧斯特瓦爾德一邊<被稱為"唯能論"派>;玻爾茲曼對(duì)"原子論的支持與捍衛(wèi),對(duì)圖象論的認(rèn)識(shí)與理解,不僅充實(shí)和發(fā)展了科學(xué)認(rèn)識(shí)的過程,推動(dòng)和帶動(dòng)了分支學(xué)科及鄰近學(xué)科的進(jìn)展,而且是20世紀(jì)西方哲學(xué)的導(dǎo)航星"[10]。這種論戰(zhàn)持續(xù)十年,最終玻爾茲曼的"原子論"戰(zhàn)勝奧斯特瓦爾德的"唯能論"之間的論戰(zhàn),從此玻爾茲曼的"原子論"架起分子世界和宏觀物質(zhì)世界的橋梁。回顧玻爾茲曼的科學(xué)創(chuàng)造,玻爾茲曼在熱力學(xué)理論方面做出了不可抹滅的貢獻(xiàn),"熵這個(gè)概念容易讓人感覺晦澀難懂"[11]"熵是物理學(xué)中的一個(gè)基本問題"[12]不僅如此而且"熵是教學(xué)中的重點(diǎn),同時(shí)也是一個(gè)難點(diǎn)"[13]但是我們可以"由熵的微分定義式和理想氣體狀態(tài)方程入手,導(dǎo)出了理想氣體熵變表達(dá)式,得出了常見熱力學(xué)過程與熵變的關(guān)系式,使熵的態(tài)函數(shù)性質(zhì)和宏、微觀本質(zhì)更加清晰,更利于我們的理解和掌握。"[14]"熵交換是其中的聯(lián)系紐帶"[15]雖然玻爾茲曼的人生顯得有些悲劇性的一面,但是他在理論物理、熱力學(xué)等方面給了我們寶貴的財(cái)富！第4章：玻爾茲曼熵給我們的啟示4.1玻爾茲曼熵對(duì)一些物理現(xiàn)象的解釋1877年波耳茲曼給出了一個(gè)解釋：其中,K為波爾茲曼常量為系統(tǒng)的微觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù),它表征的是孤立系統(tǒng)的熱力學(xué)概率。由于微觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的數(shù)目是分子熱運(yùn)動(dòng)無序性的一種量度,因此波爾茲曼熵給出了克勞修斯熵的一個(gè)微觀解釋：熵是系統(tǒng)混亂程度的量度。根據(jù)熵的統(tǒng)計(jì)學(xué)定義,分子微觀狀態(tài)數(shù)目越大越大,S也越大。那么熵自然也是系統(tǒng)分子熱運(yùn)動(dòng)無序性的一種量度,即熵是量度系統(tǒng)混亂度的狀態(tài)函數(shù),且系統(tǒng)的混亂度可用一定宏觀狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的微觀狀態(tài)總數(shù)來表征。分子的熱力學(xué)概率越大,系統(tǒng)就越混亂,熵就越大。而隨著物理學(xué)的進(jìn)程,系統(tǒng)總是趨于更穩(wěn)定的狀態(tài)方向進(jìn)行,這在宏觀物理中是常見的〔例如,高山上的石頭,會(huì)滾下山腳；有溫差的物體接觸,最終會(huì)達(dá)到溫度的平衡等。熱力學(xué)概率越大的,顯然更穩(wěn)定,這就是熵增加的本質(zhì)。因此,熱力學(xué)過程不可逆性的微觀本質(zhì)和統(tǒng)計(jì)意義就是系統(tǒng)從有序趨于無序,從概率小的狀態(tài)趨于概率大的狀態(tài)。我們就可以很好的理解諸如自由膨脹和擴(kuò)散現(xiàn)象的不可逆性了。假如我們有一個(gè)隔板,將一個(gè)裝有一摩爾某種氣體的封閉系統(tǒng)隔開,那么,放開隔板以后,這些分子全部在一側(cè)的可能性為,這個(gè)概率趨近于0。也就是說,這樣的現(xiàn)象幾乎不會(huì)發(fā)生。同樣的道理,擴(kuò)散現(xiàn)象是兩個(gè)自由擴(kuò)散的疊加,混合氣體自動(dòng)分開的可能性將會(huì)比自由膨脹的概率更小。我們可以用同樣的道理分析其它熱力學(xué)過程的不可逆性。熱力學(xué)第一定律告訴我們,能量的總數(shù)是一個(gè)常數(shù)；熱力學(xué)第二定律告訴我們,一切與熱有關(guān)的自發(fā)現(xiàn)象都具有方向性。所以能量貶值了,即使沒有在數(shù)量上,也在質(zhì)量上貶值了。這點(diǎn)給了我們一些忠告,能量并非取之不盡,用之不竭的；我們?cè)诓患庸?jié)制的揮霍能量的同時(shí),也受到大自然的"懲罰"〔熵增加。兩塊有溫差的物體放在一起,最終會(huì)達(dá)到溫度一樣；有水位差的兩個(gè)水源,如果構(gòu)成一個(gè)連通器,最終水位也會(huì)一樣。物理學(xué)上稱為能量平均狀態(tài)。雖然能量總量沒有發(fā)生改變,但真正意義上的有效能源的量,卻已經(jīng)減少了。即使想辦法循環(huán)利用,也一定會(huì)產(chǎn)生無法完全消除的變化。熵定律揭示了孤立系統(tǒng)的熵總是使體系從某種有序狀態(tài)向無序狀態(tài)發(fā)展,最終達(dá)到最無序的平衡態(tài),也就是說孤立系統(tǒng)總是會(huì)不可逆轉(zhuǎn)的走向混亂衰敗的。所以一個(gè)能夠生存"發(fā)展"具有不斷完善能力的系統(tǒng),必須是一個(gè)開放的系統(tǒng)。4.2熵與社會(huì)和諧一個(gè)好的理論必然能夠解釋某些現(xiàn)象,并能給我們的生活和工作以一定的指導(dǎo)作用。但是當(dāng)把熱力學(xué)熵直接用于生命科學(xué)和社會(huì)科學(xué)時(shí),熱熵卻有著局限性。因?yàn)闊犰赜懻摰氖欠忾]系統(tǒng),而它們都是開放的系統(tǒng)。廣義熵的提出,很好地彌補(bǔ)了這一空缺。從熵的本質(zhì)入手,探討了廣義熵在社會(huì)科學(xué)中的解釋作用；廣義熵對(duì)構(gòu)建系統(tǒng)的有序性方面的重要作用；為社會(huì)構(gòu)建提供更有序的方案。我們稱社會(huì)中的無序度為"社會(huì)熵"。4.2.1有序和無序是反映物質(zhì)系統(tǒng)狀態(tài)的物理概念,也是描述客觀事物之間和事物部各要素之間關(guān)系的一對(duì)疇。嚴(yán)格地說,這個(gè)"序"在不同的學(xué)科領(lǐng)域其含義是各不相同的。在系統(tǒng)組織理論中,有序是指系統(tǒng)部要素之間的有規(guī)則的聯(lián)系和轉(zhuǎn)化,無序是指系統(tǒng)部要素之間無規(guī)則的聯(lián)系和轉(zhuǎn)化。從結(jié)構(gòu)與功能的角度來考察,系統(tǒng)的有序可以分為結(jié)構(gòu)有序、功能有序和運(yùn)動(dòng)有序三大類。從平衡與非平衡的角度來考察,系統(tǒng)存在著兩種有序,即平衡有序和非平衡有序。平衡有序是指在微觀的分子水平上的有序,它是系統(tǒng)不受外界影響的固有的有序。非平衡有序,則是指宏觀圍的時(shí)空有序,它只能在非平衡條件下,通過與外界的物質(zhì)、能量和信息的交換才能維持。長期以來,人們總認(rèn)為只有生物體才有非平衡有序,確不知在非生命系統(tǒng)中也存在著這種有序。無論生物界還是非生物界,探索非平衡有序的本質(zhì)對(duì)于認(rèn)識(shí)和研究系統(tǒng)的演化有著重要的意義。總之,序是系統(tǒng)組織、結(jié)構(gòu)、層次和功能的量度。組織、結(jié)構(gòu)、層次和功能完善的系統(tǒng)就是有序,反之是無序。無序是指物質(zhì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的不確定性和無規(guī)則性。熱力學(xué)系統(tǒng)是由大量作無序運(yùn)動(dòng)的分子組成,熱力學(xué)概率就是分子運(yùn)動(dòng)無序性的一種量度,熱力第二定律的微觀實(shí)質(zhì)就是:在宏觀孤立系統(tǒng)部所發(fā)生的實(shí)際過程,就是沿著無序性增大的方向進(jìn)行,即從有序變?yōu)闊o序。玻爾茲曼的熵關(guān)系式,就是微觀狀態(tài)無序度的量度,高熵為無序,低熵為有序。在現(xiàn)實(shí)世界中,任何事物或過程都是有序和無序不同程度的辯證統(tǒng)一,這種統(tǒng)一的不同的"度",就構(gòu)成了事物或狀態(tài)的一定的秩序,并形成了一系列的層次和階梯。為了標(biāo)志事物或狀態(tài)的有序化程度,就引入了變量熵來度量,熵越大則有序度越低,熵越小則有序度越高,熵等于零,則事物最有序。這種有序度是以系統(tǒng)粒子分布的可改變程度來確定,根據(jù)玻爾茲曼熵公式,最確定的分布其粒子的微觀狀態(tài)為1,它的熵為零,系統(tǒng)最有序;分布越混亂,熵越大,系統(tǒng)越無序。所以熵是系統(tǒng)微觀狀態(tài)數(shù)的度量,也是系統(tǒng)無序度的度量。有序和無序是對(duì)立的,又是統(tǒng)一的。這種對(duì)立是不言而喻的,這種統(tǒng)一卻集中表現(xiàn)在相互滲透、互為因果,并在一定條件下,又可以互相轉(zhuǎn)化。從自然界發(fā)展的歷史中可以看到,在自然界演化中,存在著從無序轉(zhuǎn)化為有序,以及從有序轉(zhuǎn)化為無序兩種過程和趨勢(shì)。天體、地球、非生物、生物任何一個(gè)物質(zhì)系統(tǒng)都有產(chǎn)生、發(fā)展、衰亡的過程。在產(chǎn)生、發(fā)展的過程中,一般地說,主要是一個(gè)從無序到有序的轉(zhuǎn)化過程;而在衰老、死亡的過程中,一般地說,主要是從有序向無序的轉(zhuǎn)化過程。這兩種轉(zhuǎn)化的過程實(shí)際上并不是截然分開的,而是辯證統(tǒng)一的。在同一時(shí)間,同一對(duì)象,既有生長發(fā)展的因素,又有衰亡的因素。所以,有序和無序的轉(zhuǎn)化實(shí)際上是貫穿于自然界一切變化過程之中,當(dāng)然,也是貫穿于人類社會(huì)發(fā)展變化的過程之中,這對(duì)整個(gè)自然界的演化和社會(huì)的發(fā)展以及和諧社會(huì)建設(shè)有著特別重要的意義。4.2.2熵理論告訴人們:現(xiàn)實(shí)世界的事物或過程自發(fā)地走向無序<不和諧>是客觀的、必然的、不可阻擋的,孤立系統(tǒng)是如此,開放系統(tǒng)雖不完全如此,但必須以系統(tǒng)之外的環(huán)境的更大無序?yàn)榇鷥r(jià)。人們必須看到中國乃至全世界無序<不和諧>的現(xiàn)狀和挑戰(zhàn),正確認(rèn)識(shí)構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)和努力建設(shè)和諧世界的必要性、重要性和緊迫性,并努力去構(gòu)建它。當(dāng)今世界是和諧與不和諧因素共存,而最大的不和諧問題是國際行為體之間的沖突和戰(zhàn)爭。據(jù)統(tǒng)計(jì),近幾年來,世界上存在20多場(chǎng)嚴(yán)重的武裝沖突。還有不公正的國際秩序、霸權(quán)主義、恐怖主義、環(huán)境、健康、難民、大規(guī)模殺傷性武器擴(kuò)散、跨國有組織犯罪等等,特別是一個(gè)貧富嚴(yán)重兩極分化的世界是談不上和諧的。目前,中國的情況也不容樂觀,毋庸諱言,中國面臨的社會(huì)問題可以說相當(dāng)多,包括失業(yè)問題、三農(nóng)問題、金融風(fēng)險(xiǎn)、貧富差距、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)秩序、公共安全、艾滋病和公共衛(wèi)生問題、國有資產(chǎn)流失、腐敗問題、社會(huì)丑惡現(xiàn)象等。這些問題都可能對(duì)中國的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)持續(xù)、健康和全面發(fā)展帶來沖擊,但其中最為嚴(yán)重的則是失業(yè)問題、三農(nóng)問題、貧富差距擴(kuò)大等急需改善的社會(huì)公平正義問題。第一,就業(yè)形勢(shì)嚴(yán)峻而復(fù)雜。目前,中國就業(yè)問題主要表現(xiàn)在:勞動(dòng)力供求總量矛盾和就業(yè)結(jié)構(gòu)性矛盾同時(shí)并存,城鎮(zhèn)就業(yè)壓力加大和農(nóng)村富余勞動(dòng)力向非農(nóng)轉(zhuǎn)移速度加快同時(shí)出現(xiàn),新成長勞動(dòng)力就業(yè)和失業(yè)人員再就業(yè)問題相互交織,摩擦性失業(yè)大量存在,勞動(dòng)力資源總量過大,就業(yè)崗位嚴(yán)重缺乏。我們應(yīng)當(dāng)看到,就業(yè)壓力將是中國長期面臨的突出困難,改革、發(fā)展和結(jié)構(gòu)調(diào)整都要與擴(kuò)大就業(yè)相結(jié)合,把有利于緩解就業(yè)壓力作為重要的政策目標(biāo)。第二,三農(nóng)問題重大而緊迫。三農(nóng)問題已成為中國全面建設(shè)小康社會(huì)的重要制約因素,成為人們必須面對(duì)的一個(gè)重大課題。三農(nóng)問題,用一句話說,就是城鄉(xiāng)發(fā)展不協(xié)調(diào)問題。農(nóng)民問題,表面上看是農(nóng)民窮,實(shí)質(zhì)上是農(nóng)民的生存權(quán)和發(fā)展權(quán)問題,或者說是國民待遇問題,是農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)、政治和社會(huì)地位問題。由于種種原因,在很長時(shí)期以來對(duì)市民和農(nóng)民實(shí)行雙重標(biāo)準(zhǔn)。市民享受社會(huì)保險(xiǎn)、醫(yī)療保險(xiǎn)、就業(yè)、衛(wèi)生、教育、住房等多種待遇。而農(nóng)民病了沒有保險(xiǎn)、老了沒有養(yǎng)老金、進(jìn)城打工又受到多種不公平待遇。由于受自然因素和市場(chǎng)的雙重約束。農(nóng)業(yè)的主要問題是：產(chǎn)業(yè)循環(huán)能力差,工業(yè)和農(nóng)業(yè)分離,農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)發(fā)展滯后,銷售半徑短,產(chǎn)業(yè)鏈也短,產(chǎn)品的附加值低,效益不高,競(jìng)爭能力差。農(nóng)村的主要問題是相對(duì)落后,發(fā)展能力低。從全國來看,農(nóng)村建設(shè)和城市建設(shè)是不協(xié)調(diào)的,不論是基礎(chǔ)設(shè)施還是景觀設(shè)施,城鄉(xiāng)差別明顯。有人說,看城市就像歐洲,看農(nóng)村就像非洲,出現(xiàn)了以城市為代表的現(xiàn)代社會(huì)和現(xiàn)代文明與以農(nóng)村為代表的農(nóng)業(yè)社會(huì)和傳統(tǒng)文明的激烈交惡,實(shí)際上,城市的繁榮與富裕在某種程度上是以犧牲農(nóng)村、農(nóng)業(yè)的發(fā)展和農(nóng)民的利益為代價(jià)的。第三,貧富差距過大,并超過國際公認(rèn)的警戒線。過去的20多年,是中國在經(jīng)濟(jì)上取得巨大成就的20多年,但又是創(chuàng)造了巨大社會(huì)不平等的20多年。這種不平等又是巨大的社會(huì)不穩(wěn)定因素,如果聽任這種狀態(tài)發(fā)展下去,將會(huì)對(duì)中國全面實(shí)現(xiàn)小康社會(huì)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的和諧發(fā)展構(gòu)成巨大的威脅。在這些當(dāng)中我們看到社會(huì)發(fā)展的無序度越來越大,"社會(huì)熵"也就在增大,社會(huì)狀態(tài)越來越混亂。4.熵理論告訴我們,孤立系統(tǒng)在熵增原理的作用下會(huì)自發(fā)地走向無序,只有開放系統(tǒng)從外界吸取負(fù)熵抵消熵增才有可能走向有序。就是說,構(gòu)建和諧社會(huì)的前提條件是這個(gè)社會(huì)系統(tǒng)必須是對(duì)外開放的,而且必須是從外界吸取負(fù)熵,才有可能走向和諧<走向有序>;相反,如果這個(gè)社會(huì)系統(tǒng)是封閉的,或者開放吸收的不是負(fù)熵而是熵<無序的>,不可能走向和諧,只能走向混亂,最后將會(huì)導(dǎo)致社會(huì)崩潰。因此,構(gòu)建和諧社會(huì)的過程就是克服無序創(chuàng)建有序的過程。和諧社會(huì)的構(gòu)建思路是：以科學(xué)發(fā)展觀為統(tǒng)領(lǐng)構(gòu)建和諧社會(huì),涉及經(jīng)濟(jì)、政治、文化、思想和社會(huì)協(xié)調(diào)等各個(gè)方面,將物質(zhì)文明,政治文明、精神文明、生態(tài)文明建設(shè)與和諧社會(huì)建設(shè)統(tǒng)一考慮,尋求更大圍、更大程度的統(tǒng)籌,克服無序創(chuàng)建有序,使"社會(huì)熵"減少。學(xué)習(xí)系統(tǒng)科學(xué)理論為基礎(chǔ),加大信息傳遞〔建立"社會(huì)熵"的開放系統(tǒng)。同志指出,構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)是一項(xiàng)艱巨復(fù)雜的系統(tǒng)工程。這就告訴我們,要完成這項(xiàng)系統(tǒng)工程沒有系統(tǒng)科學(xué)理論基礎(chǔ)是不行的。系統(tǒng)科學(xué),就是從系統(tǒng)的思想出發(fā),對(duì)事物進(jìn)行系統(tǒng)分析和處理的學(xué)科。它包括三門分支學(xué)科:系統(tǒng)工程、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)管理。系統(tǒng)工程是一門工程技術(shù),它將對(duì)象作為系統(tǒng)去研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)、制作,使對(duì)象的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理和高效率。系統(tǒng)分析是對(duì)一個(gè)系統(tǒng)的部基本問題,運(yùn)用邏輯思維推理和科學(xué)分析計(jì)算的方法,在確定或不確定的條件下,進(jìn)行定性和定量的分析比較,以達(dá)到選出最優(yōu)方案目的的一種決策工具。系統(tǒng)管理是在方案選優(yōu)及實(shí)施過程中所采取的一套科學(xué)地組織、指揮、監(jiān)督和協(xié)調(diào)等工作,它是保證系統(tǒng)分析及系統(tǒng)工程的實(shí)現(xiàn)的重要條件。以提高構(gòu)建和諧社會(huì)能力為條件〔加強(qiáng)降低"社會(huì)熵"的能力。構(gòu)建和諧社會(huì)沒有能力是不行的,而能力差也是構(gòu)建不起來的。要提高構(gòu)建和諧社會(huì)的能力,除了提高認(rèn)識(shí)能力和實(shí)踐能力、理論思維能力、系統(tǒng)思考能力外,重要的是提高學(xué)習(xí)力和創(chuàng)新力,并著重在提高四項(xiàng)能力上下工夫:協(xié)調(diào)社會(huì)關(guān)系、化解社會(huì)矛盾的能力;分析判斷復(fù)雜形勢(shì)、駕馭復(fù)雜局面的能力;整合社會(huì)資源、進(jìn)行社會(huì)管理的能力;做好群眾工作、疏導(dǎo)群眾情緒的能力。以促進(jìn)人的全面發(fā)展為目標(biāo)〔建立使"社會(huì)熵"降低的長遠(yuǎn)目標(biāo)。構(gòu)建和諧社會(huì),從根本上說應(yīng)著眼于人。這不僅是因?yàn)樯鐣?huì)是以人為細(xì)胞組成的,而且因?yàn)槿说淖杂啥姘l(fā)展是社會(huì)主義社會(huì)的本質(zhì)。因此,構(gòu)建和諧社會(huì),必須堅(jiān)持以人為本,不僅要在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)上不斷滿足人民日益增長的物質(zhì)文化需要,而且要相應(yīng)地提高人自身的各種素質(zhì),同時(shí)在體制上保障人民群眾基本權(quán)利的實(shí)現(xiàn)。這應(yīng)該是構(gòu)建和諧社會(huì)的根本出發(fā)點(diǎn)。以市場(chǎng)取向的改革為動(dòng)力〔"社會(huì)熵"降低的原動(dòng)力。在經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型的特殊歷史時(shí)期,社會(huì)方面諸多不和諧的深層原因之一是體制性原因,有相當(dāng)多社會(huì)矛盾與體制不完善有關(guān),包括農(nóng)村土地制度、國有企業(yè)產(chǎn)權(quán)制度、收入分配制度、社會(huì)保障制度、稅收制度以及政府管理制度等方面的不完善。因此,構(gòu)建和諧社會(huì)的過程,將是一個(gè)深刻的以市場(chǎng)化改革為取向的制度變遷或體制創(chuàng)新的過程。我們要以體制改革為動(dòng)力,通過深化改革,切實(shí)克服影響社會(huì)和諧的體制機(jī)制弊端,建立新的科學(xué)的社會(huì)制度規(guī),為和諧社會(huì)提供新的體制保障。以合理、有效地整合為重點(diǎn)〔加強(qiáng)整頓,使無序向有序轉(zhuǎn)化。20多年的改革開放,中國進(jìn)入了一個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展變化的轉(zhuǎn)型時(shí)期。在這一時(shí)期有兩個(gè)顯著的特點(diǎn):一是以分化為特點(diǎn),即經(jīng)濟(jì)、政治、文化三大領(lǐng)域由"大一統(tǒng)"向各自獨(dú)立承擔(dān)的功能分化、階層分化;社會(huì)成員由兩個(gè)階級(jí)和一個(gè)階層分化成若干階層、利益群體;二是以新的整合為特點(diǎn)。由于傳統(tǒng)社會(huì)整合機(jī)制逐漸弱化,導(dǎo)致社會(huì)凝聚力和動(dòng)員力下降,這就迫切需要形成一種與社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制相適應(yīng)的新的整合機(jī)制。在構(gòu)建和諧社會(huì)中,這種整合機(jī)制必須滿足多元化需求,實(shí)現(xiàn)公民對(duì)國家公共生活和社會(huì)生活的有