第333章 化学自组织的发展程度如何?(1/2)
什么是自组织?不需要外部指令和干预,系统内自动形成相互默契的目标和规则,各尽其责而又协调地互动地形成有序结构,就是自组织。微观物质中,在物理、化学、生物中这种自组织现象是普遍存在的。
物质自组织是微观(原子分子层面)的自发的运动,引发形成了宏观有序的物质现象。举一个明显的例子:墨汁滴到一杯清水里,引发了系统的不稳定,墨汁微粒在水中发生着布朗运动。这个运动是物质自发的,过程好像是随机的、杂乱无章,目标却清晰完美,方向稳定。直到这滴墨汁完全均匀分布在水中,这完全均匀分布过程就是一种自组织。
这样的例子有很多,盐溶解在水里,最后的咸度均匀一致;锌熔化在高温铜液里,形成黄铜。黄铜的每一颗微粒的铜锌比都完全一致;激光器中电磁波“无外力”的自激振荡;记忆合金也是某种温度条件下恢复原来的形状、尺寸也是自组织,等等。
化学自组织现象是指物质世界中自发形成的宏观有序现象。典型的例子有:贝纳德流体对流形成的图案,著名的化学振荡图案自动变色的化学波。还有种类繁多的化学试剂、试纸,在化学测试中能够产生宏观、显著的色彩显示,也是自组织的佳作。
为解释自组织现象,科学界有离散结构理论,还有协同学理论、超循环理论等等,它们力图沟通物理学、化学与生物学甚至社会科学来阐释自组织。可是,这些理论把参入自组织的元素:原子、分子、基因等微观物质,看成是微粒、是一个个没有自身活力的“子”。于是没能够找到自组织的原始动力来自哪里?导致化学自组织成为科学难题。
自组织有自行振荡、自行平衡、自行有序。好像是无中生有、无中生有性,其实自组织在各尽其责而又协调地互动地形成有序结构的过程中,隐含着一个非常重要的前提:自组织中的每一微观成分都必须有主观能动性,必须蕴含着自我行动并且影响周边同类的“能、力”。
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