从混沌到有序

出版时间：2005-05  出版社：上海译文出版社  作者：（比）普里戈金，（法）斯唐热  页数：318  译者：曾庆宏  
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内容概要

　　本书是国际著名科学家、诺贝尔获得者普里戈金教授与斯唐热博士合写的一本关于当代自然科学哲学问题的重要著作。本书作者根据自然科学发展的最新成果，特别是耗散结构等非平衡系统自组织理论的新进展，讨论了自然界的可逆性和不可逆性、决定性和随机性、简单和复杂、进化和退化、有序和无序等一系列重要问题，对热力学第二定律作了新的解释，论述了“时间之矢”的意义，总结了近三百年来自然科学发展的历史，提出应把自然科学各个门类，自然科学和人文科学，中国和西方的文化传统结合起来，形成新的科学观和自然观。

作者简介

　　伊里亚·普里戈金（Ilya Prigogine）教授是比利里布鲁塞尔自由大学索尔维国际物理学和化学研究所所长兼美国奥斯汀得克萨斯大学统计力学和热力学研究中心主任。由于他在建立耗散结构理论方面的贡献，荣获香1977年诺贝尔化学奖。

书籍目录

作者为中译本写的序前言：科学和变化序：人与自然的新对话导论：对科学的挑战第一编　 宇宙的幻象第一章　理性的胜利1 新的摩西2 一个失去人性的世界3 牛顿的综合4 实验的对话5 科学发祥的神话6 经典科学的局限性第二章　 现实的同一1 牛顿定律2 运动和变化3 动力学的语言4 拉普拉斯妖第三章　 两种文化1 狄德罗及其关于生命的谈话2 康德的批判的承认3 自然哲学？黑格尔和柏格森4 过程和实在：怀特海5 “无知的人，永远无知的人”：实证主义者的口吻6 新的开端第二篇　 复杂性的科学第四章　 能量和工业时代1 热-引力的竞争者2 能量守恒原理3 热机和时间之矢4 从工艺学到宇宙学5 熵的诞生6 玻耳兹曼有序性原理7 卡诺和达尔文第五章　 热力学的三个阶段1 流和力2 线性热力学3 远离平衡态4 在化学不稳定性的阈外5 和分子生物学相遇6 分叉和对称破缺7 逐级分叉和向混沌的过渡8 从欧几里得到亚里士多德第六章　 通过涨落达到有序第三编　 从存在到演化第七章　 重新发现时间第八章　 学说间的交锋第九章　 不可逆性-熵垒结论：从地到天-自然界的再迷惑译后记：迎接新的科学革命，建立新的自然观

用户评论 (总计20条)

•   　　《蝴蝶效应之谜：走近分形与混沌》http://book.douban.com/subject/24844888/
  　　
  　　有一首翻译的英文诗：“钉子缺，蹄铁卸；蹄铁卸，战马蹶；战马蹶，骑士绝；骑士绝，战事折；战事折，国家灭。”
  　　　　苏轼诗：“斫得龙光竹两竿，持归岭北万人看。竹中一滴曹溪水，涨起西江十八滩。”
  　　　　成语：“差若毫厘，缪以千里。”
  　　　　以上文字可用一个现代著名而热门的科学术语来概括：“蝴蝶效应”。
  　　　　什么是“蝴蝶效应”？此一名词最早起始于上世纪六十年代，源至研究非线性效应的美国气象学家洛伦茨【1】，它的原意指的是气象预报对初始条件的敏感性。初始值上很小的偏差，能导致结果偏离十万八千里！
  　　　　例如，1998年，太平洋上出现“厄尔尼诺”现象，气象学家们便说：这是大气运动引起的“蝴蝶效应”。好比是美国纽约的一只蝴蝶扇了扇翅膀，就可能在大气中引发一系列的连锁事件，从而导致之后的某一天，中国上海将出现一场暴风雨！
  　　　　也许如此比喻有些哗众取宠、言过其辞？但无论如何，它击中了结果对初始值可以无比敏感的这点要害和精髓，因此，如今，各行各业的人都喜欢使用它。
  　　　　毫不起眼的小改变，可能酿成大灾难。名人一件芝麻大的小事，经过一传十、十传百，可能被放大成一条面目全非的大新闻，有人也将此比喻为“蝴蝶效应”。
  　　　　股票市场中，快速的计算机程控交易，通过互联网反馈调节，有时，会使得很小的一则坏消息被迅速传递和放大，以至于促使股市灾难性下跌，造成如“黑色星期一”、“黑色星期五”这类一天的灾祸。更有甚者，一点很小的经济扰动，有可能被放大后变成一场巨大的金融危机。这时，股市的人们说：“这是蝴蝶效应”。
  　　　　有人还打了一个不太恰当的比喻，来解释社会现象中的“蝴蝶效应”：如果希特勒在孩童之年就得一场大病而夭折了的话，还会在1933年爆发第二次世界大战吗？对此我们很难给出答案，但是却可以肯定，起码战争的进程可能会大不相同了。
  　　　　蝴蝶效应一词还引发了众多文人作家无比的想象力，多次被用于科幻小说和电影中。
  　　　　然而，在这个原始的科学术语中，究竟隐藏着一些什么样的科学奥秘呢？它所涉及的学科领域有哪些？这些科学领域的历史、现状、和未来如何？其中活跃着哪些人物？他们为何造就了这个奇怪的术语？这儿所涉及的科学思想和概念，与我们的日常生活真有关系吗？这些概念在当今突飞猛进发展的高科技中有何应用？如何应用？
  　　
•   　　反抗宿命
  　　——读《从混沌到有序》
  　　
  　　我们是谁？我们从哪里来？我们到哪里去？当头顶的星空向仰望的沉思者抛出这三个终极问题之时，它就给人类穿上了三个铁制鼻环。如影随形，挥之不去。人们被它搞得痛苦不堪，还得跟着它的牵引朝前走。只有朝前走，找到这三个问题的答案，解脱了它带来的迷茫与恐惧，它们方才会脱落消隐。
  　　
  　　十七世纪之前，西方人习惯用上帝来解释这一切，而东方则为玄而又玄的“道”所品味无穷。虽然东西方的天文、历法学都取得了巨大成就，但终究未摆脱古典神学的桎梏。十七世纪后，人们则开始用科学理性的目光重新打量这一切，数学与物理学、化学与生物学分别从两个方面给出了答案。
  　　
  　　以数学为基础，物理学研知了这个世界的模型及天地万物的运行规律，这一激动人心的成就，使蒲柏发出了“万古如黑夜，牛顿开白昼”的感叹。的确，经典动力学的出现不仅使人类认识自然变得轻而易举，也为人类征服自然提供了最强大的武器。三个世纪后，量子力学与相对论的出现，动摇了牛顿力学的普适性，将视野拓展到了宇宙层面，其中关于物体运行的不确定性、时间的可逆性给予了人们的头脑以海啸般的冲击。
  　　
  　　化学与生物学则将镜头反转过来，将研究的对象对准自身及一个个分子、原子。生命由何而来？蛋白质、核糖核酸如何形成？催化与自催化，组织与自组织是一种解释。而在生命体由单细胞一步步向着高级、复杂方向的演进过程中，这种催化与组织的作用也贯彻始终。
  　　
  　　也就是说，数学与物理学、化学与生物学，联手天文学的进一步飞跃，回答了三个终极问题的前两个：我们是谁？我们从哪里来？在第三个问题（我们到哪里去？）依然成谜的时候，热力学界的熵增定律适时出现，给出了有力的观点：热寂。
  　　
  　　然而，打破砂锅问到底的人们并未就此善罢甘休。他们在此间发现了矛盾与悖论，《从混沌到有序》这部书就是一个代表。
  　　
  　　在本书中，作者认同量子论力学世界观给予牛顿力学世界观机械与局限的批判。给其适用范围进行了廓清，肯定了在此基础上的合理性与价值。而对于量子力学，作者也敏锐地发现了其局限性，基于作者自己的观察，他提出了平衡状态时的必然性与非平衡状态时的偶然性的相辅相成与阶层递进。因为无论牛顿力学与量子力学，他们都无法解释生物学的生命现象。对于“时光倒流”的推断，本书给予了诘问，因为任何事物都无法攻克宇宙中坚固的熵垒。
  　　
  　　本书认同熵的世界观，同时，对物质非平衡状态时所潜藏的巨大潜力与分叉点的偶然性寄予了厚望，相信人类寿命延长的前瞻。由物理推及世事，本书突出强调了人的主观能动性，在人生社会的舞台上，虽然闭幕是必然，但你仍然可以适当地修改剧本。
  　　
  　　总的说来，这是一部正本清源、深入浅出、对角力关系抓住不放掰开揉碎的书，一部反抗宿命的客观抹上励志色彩的书。值得有志于探索未知、改造社会的朋友一读。
  　　
  　　（2009）
  　　
•   　　主要讲了耗散结构理论，涉及熵、平衡态、分叉、对称破缺、涨落等概念。
  　　
  　　本书从系统科学角度来帮助我们认识这个世界。
  　　
  　　
•   　　所有的唯物主义哲学家都不满意将自然界的起源归结为上帝的创造,即自然力之外存在着一种超自然力。然而,当自然科学认识水平与研究未达到自组织科学的高度时,自然界的起源与物质多样性的发展始终是一个悬而未决的问题。热力学第二定律给我们提供了一个万籁俱寂的、结构逐渐消失的、功能愈来愈低的宇宙发展前景,而事实上各种结构却在不断生成,它们是怎样摆脱热力学的困境的呢?
  　　千差万别的结构背后,有无支配它的生成、发展的共同规律呢?自组织理论才以实验与观察为基础给出了可能的科学答案。自组织科学理论与实验研究表明:自然界的各种具体的物质结构生生不息的过程是物质自身运动的结果。不仅在总体上物质运动是一个永恒的循环,而且在具体的物质运动中也存在着大量的循环过程,如自然界中的碳循环、水循环、生物链的循环等。这表明自然界物质的总的、永恒的循环中包含着无数个小的、具体的、短暂的循环。如果用无序的热混沌代表发展的退化方向,用有序代表发展的进化方向,那么自组织发展的两种过程则深刻地刻画了发展过程与图景。将两种过程统一起来,就是无序与有序的共存与相互转化。有序是对无序的否定、对无序的排斥,有序又是无序在一定条件下发展的结果。而无序不仅是被有序否定、排斥的东西,它还是在一定条件下有序发展的前提。无序是发展的基础,没有无序,就谈不上“自组织”起来的有序。
  　　在相变与临界现象的研究中,自组织理论找到了描述突变与渐变的科学方法。自组织的过程是一个质变的过程,突变是自组织必经的“门槛”,而突变是有不同途径的。经过一般相变点的突变是一种其状态函数导数间断的过程,而经过临界点的突变则是其状态函数导数奇异化的过程。比如在一个标准大气压下,水的汽液相变点为摄氏100℃,而在不同的大气压下,汽液相变点的温度可以不同,但是水的临界相变只有一条必经的路线,即只有惟一的一组参数值。
  　　从耗散结构理论来分析计划经济,可以看到:虽然计划经济的思想是要克服社会生产内部的无政府状态,希望按生产力各要素之间的关系有计划地安排生产,但是,这种计划性的致命缺点在于把生产力各要素间的关系简单地线性化,而实际上生产力各要素间的关系呈现出强烈的非线性。而一个大系统中各子系统之间非线性关系的存在与否是一个系统能否达到耗散结构的必要条件。而市场经济的调节规律之所以能有效地发挥作用,关键就在于它尊重和保持了各个子系统之间看似混乱实为非线性的协调关系,从而通过市场供求关系杠杆的调节(供求关系也就是进入系统的正熵流和负熵流)来保持这一耗散结构的稳定性。
  　　普里戈金还把耗散结构理论用于研究集体行为:在一项研究中发现,一群蚂蚁会自发地分为两类,一为由勤劳的工蚁组成,另一类为懒惰的蚂蚁。人们可能过急地把这个特点归结成是遗传和基因造成的,但是研究发现,如果把该系统打破,分成彼此隔离的两群,那么每一群本身又会分出自己的工蚁和惰蚁两个子群来,相当多的惰蚁会一下子转变成勤奋的工蚁。这项研究说明:许多被认为在生物学上事先安排好的事情,并不是由自私的决定论的基因产生的,而是由不平衡条件下的社会相互作用产生的。这项研究的成果也许会在研究人的集体行为中发挥作用。
  　　每一种理论都有它的实验基础,有它研究的出发点,自组织的提出是为了解决自然界从无序均匀状态向远离平衡的有序结构的转变问题。经过研究,普利高津等人得出发生转变的条件,找到了在近平衡区系统存在最小熵产生原理。最小熵产生原理和原来已经得到的昂萨格倒易关系,形成了近平衡区统计物理的两块基石,构造了整个近平衡区统计物理的理论体系。普利高津认为,在远离平衡的非线性区,系统演化出现多种可能性,在一定条件下,系统有可能从无序的热力学分支演变到有序的耗散结构分支上,并具体给出了出现耗散结构的宏观条件。在研究多子系统的系统发生相变,出现有序结构的过程中,哈肯等人提出序参量(慢变量)概念,找到慢变量支配快变量的役使原则;并且给出了具有多个状态变量系统,在向有序状态转变过程中,如何简化计算的数学方法———快变量绝热消去法,这为在宏观层次上控制系统相变提供了理论基础。无论是普利高津还是哈肯,他们都采用微分方程数学工具在宏观和随机两个层次上进行讨论。
  　　从控制的角度来看自组织。在自组织过程中,我们控制的是环境条件,而不是系统的状态变量。控制量与输出量在数量上不存在定性的正比例关系,在典型的贝纳德流实验中,如果也要从控制的角度来分析,利用加热控制流体层上下的温度梯度,温度梯度增加与花样的出现没有定性的正比关系,而是梯度开始增加时,流体层没变化,当梯度达到某一临界值,流体层突然出现花样。这种控制可以被称作是相变控制,是给系统创造一种条件,促使系统自身的突然变化,促进系统性质的变化。另外,控制量与输出量之间的关系很难分析清楚。从贝纳德流的实验中可以看出,对流体加热,控制量在水平方向上无差别,只是使系统在竖直方向上存在差别;竖直向上的控制,导致了系统出现六角形花样,在水平方向不同位置上流体微团运动情况出现不同:有的向上运动,有的向下运动,控制和输出在对称性上完全没有关系。自组织中的控制,只是形成一定的环境条件,提供系统向另一种状态演化的可能性,是否发生改变,还要依赖触发机制;通常最终出现的结果有多种可能性,具体出现那一种状态,何时出现,有一定的随机性。在自组织理论中,目前还未找到控制与输出之间在机制上的关系。因此,对比20世纪初对微观粒子运动的认识是两种观点(概率描述是完全的,还是在没有找到隐参数之前的近似描述),我们认为对自组织也可以提出类似的问题:自组织理论是对自然界进化现象的完备描述,客观世界确实如此,还是一种无奈之举?从对复杂性研究的认识上来看,我们更倾向前一种观点。从另一角度来看,我们改变参数,相当于改变了环境条件,系统的变化可以看成是适应环境,自组织讨论的系统随环境的改变而变化,应该不是达尔文进化论(那是一种渐变的理论),到更像一种突变理论。自组织理论在自然界获得很大成功,不少人又把它应用到社会科学问题的讨论中,也得到了很好的效果。但是由于自组织理论使用了微分方程体系,在计算子系统与系统整体之间各量关系时仍然保留了“整体量等于部分量之和”这一经典自然科学的基本法则———叠加原理,因此自组织理论实际上无法解决层次之间涌现问题。具体来讲,自组织理论讨论子系统之间相互作用不分层次,每一个子系统,同时以相同的概率与所有子系统作用,各子系统之间没有差别。这样系统只能存在两个层次:一个系统整体层次,一个子系统层次。很多复杂系统不满足这一条件,也就不能应用自组织理论进行讨论。第二,自组织理论在进行计算时要求子系统数目要满足热力学极限(子系统数目趋于无穷,但单位体积的广延量不变),这在热力学系统中很容易实现,而对于其他实际系统,一方面子系统数量有限,几十个,上百个,即使作为近似,也不能像热力学系统对气体分子数那样,将它们视为无穷;另一方面,实际系统内,所有子系统是分别先结合成大一些的子系统,这些大的子系统再结合成更大的子系统,这样逐级结合,最终形成系统整体。子系统组成系统时要分成若干层次,子系统的相互作用也分成若干层次,而无法采用热力学极限。
  　　自组织理论讨论了比较简单的复杂性,讨论的系统是用周期函数描述其状态的复杂系统,讨论的内容是系统发生相变的条件,相变后有序结构的形式,整个讨论利用微分方程数学工具,要求系统满足叠加原理,仍然是在牛顿体系内讨论问题。目前复杂性研究深入的方向有两个,一个是使用计算机,使计算机成为研究系统演化的主要工具:系统状态利用数字化方法由计算机描写,系统演化机制利用计算机进行模拟。另一个是重点研究涌现问题,研究两个层次之间联系,研究如何利用计算机将微观、宏观两个层次的状态同时在计算机体现出来,并提供分析它们之间关系的办法。现在,复杂网络的研究,淡化子系统本身的性质,突出子系统之间的关系,容易体现整体与局部之间区别,值得总结。由于复杂系统的一般规律还很难分析清楚,研究应从具体问题入手,脑神经、功能材料、生物体(蛋白质)等复杂适应性系统是研究的切入点。
  　　
•   　　“耗”， 本来早就记录在近代自然科学史上的四块举世瞩目的丰碑之中：牛顿的经典力学；爱因斯坦的相对论；玻尔、海森堡等人的量子力学；普里高津的耗散结构理论。
  　　
  　　工业革命从发明蒸汽机到原子弹爆炸，“耗”， 早就倍增影响，一直威震全球！
  　　
  　　人类认识“耗”，在1760年工业革命之后，近百年才在1850年发现熵定律（热力学第二定律）；再过百年才在1969年发现耗散结构理论。经历了熵—热寂/进化之争—耗散结构，人类不仅认识到熵增与无序，熵与不可逆过程和紊乱度的联系。也认识到有序来自混沌，生命赖负熵为生。工业革命正是能量的革命—以信息技术为主导的熵的革命—“耗” 的革命。
  　　
  　　--余言述评：问谁能有几多“耗”
  　　http://www.360doc.com/showWeb/0/87/910687.aspx
  　　
  　　
•   　　此书为译制本，行文颇为滞涩不畅，个处甚有机器翻译之嫌，通篇亦乏文采，好在原著本身言之有物，又能旁征博引，蔚为大观，逻辑推演又交代的分明，故尚不至迷失其中而不知所云。
•   世纪文库控...
  这套书选的好,但翻译和排版都需要提高
•   似乎还不够深刻...
•   这书87年第一次发行，估计那时候应该还没有机器翻译……
•   同意,
  译文确实有问题.
•   ...
  反正看得我很难受。看着这书总觉得有什么东西卡着我的思想不能自如思考...可能有部分原因也是原著作Prigogine所描绘的事物也的确是多了点儿...
•   would you see who translated it,hehe
  my boss owned the book in english version, signed by Prigogine. He told me the translater is a cheater!
•   读得很糊涂
•   同感，看了还是觉得模糊。。。希望能看到原版
•   翻译的一塌糊涂
  看的人头昏脑胀
•   可能是没有专业背景
•   我从高三看到现在已看了很多次了
  但每次看到一半就实在看不下去了
•   学好物理学，这本书看起来很爽。
  这是一本介于物理与哲学之间，触及了两者根基的书，很不错。
•   译者的名字好熟…
•   我看由曾庆宏译的