“平衡理論”

【摘要】：勒夏特列原理、楞次定律、生態系統的穩定性原理無一不揭示出這樣一條自然規律：處于相對穩定狀態的系統，當出現改變時，傾向于削弱這種改變。與此同時，在人類社會發展、宗教理論、中國古代哲學理論、西方哲學理論中也都存在相似的規律，推而廣之，世界萬物運動的終極定理應與之相似，即削弱改變，向恢復方向運動。

【關鍵詞】：平衡（balance）；穩定（stabilization）；抵抗（resistance）；恢復（revival）

1.引言

兩千多年前，亞里士多德認為力是使物體運動的原因，把\"力\"看成是一種物質（實體），把它看成是使物體運動的原因，由此展開了人類對世界萬物運動的原理的研究。二十世紀，愛因斯坦關于光速運動的觀點已經暗示我們：如果我們要將光物質的運動（光速運動）現象和通常物質的力學運動現象歸總在一起，并力圖歸納出宇宙的運動本質的話，我們就不得不拋開力的因素，轉而從物質自身的因素來哲學地考慮物質的運動本質，從物質的結構狀態方面來物理學地考慮物質運動以及運動改變的真正原因。

2.平衡理論

牛頓第一定律認為：“一切物體在沒有受到外力作用的時候，總是保持靜止狀態或勻速直線運動的狀態?！北３朱o止狀態或勻速直線運動的狀態即為物體的平衡狀態，物質平衡狀態是自然環境以及物質系統共同決定的，當自然環境中的某個因素發生改變時，物質系統的穩定性受到影響，為消減外界環境因素改變的影響，物質系統做出反應，試圖恢復原有的平衡狀態，但物質系統無法完全改變外界環境的變化。這像是標志青春期的一句話——你讓我那么做我偏不那么做，偏要和你唱反調，即心理學現象——逆反心理。在這里，物質系統本身的性質決定了它抵抗外界環境作用的限度，當外界作用低于此限度時，物質系統趨向平衡狀態運動；當外界作用超出此限度時，物質系統無法恢復平衡狀態，趨向熵增的方向運動。

整合以上段落內容，得出平衡理論，概括來說，即：“在一定限度內，一切物體系統為抵抗外界環境作用而做趨向于平衡狀態的運動；超出一定限度，物體系統不能趨向平衡狀態運動，而是向熵增方向做無規律的運動。”舉個例子來說，同等大小的礦泉水瓶和玻璃瓶裝有相同體積的水，將兩瓶從兩米高度水平拋出，結果不難發現：礦泉水瓶在落地后發生彈性碰撞，地面支持力對礦泉水瓶的沖量在瓶體可承受范圍內，一定時間后礦泉水瓶靜止，達到平衡狀態，但瓶體凹陷，瓶內水分子排列順序發生改變，平衡狀態非拋出前的狀態；玻璃水瓶觸地后解體，支持力對玻璃水瓶的沖量超出瓶體可承受范圍，玻璃水瓶內水四散濺出、玻璃碎片四處紛飛，此系統做熵增無序的運動。平衡是物體運動的終極目標，也是物體最穩定的狀態，物體為了達到穩定而運動，這是平衡理論的核心。

3.相關現象

在廣義相對論中，時空被抽象地看做一張具有一定限度的彈性軟床，擁有正質量的物體使時空發生扭曲，進而產生引力?！霸谝鲋?，時空的性質是由物體的\"質量\"分布決定的，物體\"質量\"的分布狀況使時空性質變得不均勻，引起了時空的扭曲。利用平衡理論的觀點來看，一定質量的物體對時空造成的扭曲程度沒有超過物體所在時空的“扭曲限度”，時空為減弱此變化，如一張彈性網向上產生“彈力”，也就是向恢復平衡狀態（即時空未被扭曲時的狀態）運動，因而產生引力。2009年9月，以美國密蘇里州立大學科學家為主的研究人員，利用射電望遠鏡對有太陽引力造成的時空曲率進行了一次極其精確的測量，得出較為準確的時空曲率測量值，對引力產生的時空扭曲論予以肯定。

物體做圓周運動在日常生活以及星體運動中十分常見，可以說是支持平衡理論的又一證據。物體做圓周運動是平衡狀態的一個體現，向心力與離心力的調節是使物體系統保持動態穩定的決定性因素。做圓周運動的物體，由于慣性，總有沿著切線方向飛去的傾向。但它沒有飛去，這是因為向心力在“拉著”它，使它與圓心的距離保持不變，也就是趨向保持原來的平衡狀態。在星體運動中，我們為研究簡單起見，把星體的運動近似看作是圓周運動，近似將星體繞恒星運動的水平空間看做無限遠，由圓周運動公式：F = mv^2/r，當星體在圓周運動過程中忽然加速時，v增大，為恢復原平衡狀態，即減弱F的變化，星體運動軌道增大。一定限度內，星體的運動加速或減速而帶來的運動不穩定性會被軌道的變化削弱，星體也就能恢復圓周運動的平衡狀態。

在生物學中存在這樣一個現象：當煙草植株受到蛾幼蟲攻擊后，能夠產生和釋放一種可揮發的化學物質。盡管目前還不清楚這種化學物質的成分，但是可以確定它是一種信息素。因為煙草植株釋放的這種化學物質，白天可以吸引蛾幼蟲的天敵——捕食者，夜間又能夠去除夜間活動的雌蛾，使他們不能停留在葉片上產卵[1]。煙草植株的這種行為雖不能完全避免幼蟲的啃噬，但能夠在一定程度上減少被啃噬的煙草株數，體現出當環境因素發生改變時，系統將會為減弱這種改變而發生自我調整的規律。在生態系統中，某些動物種群在數目膨脹后會采取自殺方式來使種群數量回落到環境容納量，以保證種群能夠適應環境、生存繁衍?？梢?，生物為與環境達到合適的平衡狀態，具有天生決定的適應能力，在環境不允許其數目膨脹時，生物將會自減以恢復平衡狀態。

社會發展角度，講求可持續發展，可持續發展的核心思想是：人類應協調人口、資源、環境和發展之間的相互關系，在不損害他人和后代利益的前提下追求發展。可見，人與自然的平衡有多重要。

4.哲學理解

中國古代哲學有“天人合一”的理論，“天人合一”指物質世界是絕對運動的，思維反映存在，所以思維也應當是不斷變化的，與時俱進的，物質與人以及物質之間是和諧統一的。它不僅僅是一種思想，而且是一種狀態。在儒家來看，天是道德觀念和原則的本原，人心中天賦地具有道德原則，這種天人合一乃是一種自然的，但不自覺的合一。但由于人類后天受到各種名利、欲望的蒙蔽，不能發現自己心中的道德原則。人類修行的目的，便是去除外界欲望的蒙蔽，\"求其放心\"，達到一種自覺地履行道德原則的境界，這就是孔子所說的\"七十從心所欲而不逾矩\"。老子《道德經》：“天之道，損有余而補不足?！?在平衡理論看來，“天人合一”是人通過修養身心達到人與自然的平衡狀態的體現，當人體系統與外界環境達到了相同“頻率”的平衡，人也就達到了“天人合一” 的境界[2]?？梢姡胶馐侨说淖罘€定狀態。

五.統一需包容

愛因斯坦說：“人生就像騎自行車，為了保持平衡你必須不斷地前行?！惫P者一直認為，宇宙萬物的運動規律是至簡的，到目前為止的所有科學定律與相應的公式都只是在一定范圍內解釋了自然現象，繁瑣的公式方程都近似地得出了與自然現象吻合的數據。經典物理學解釋了低速宏觀世界，相對論則解釋了高速世界；巴耳末系得出了氫原子從n=3，4，5，6……能級躍遷到m=2能級時發出的光子光譜線系，但不能解釋其他光譜區域，而賴曼系、帕邢系等則分別解釋了不同的光譜區域。由此可見，統一的定律必須是包容的、哲學的、至簡的。因此，物體運動的規律應是趨向平衡這一穩定美好的狀態，在力所能及的范圍內，物體為了“平衡”這一終極目標而不斷運動，社會為了“平衡”而不斷發展，宇宙為了“平衡”而不斷演變。

參考文獻：

[1]普通高中課程標準實驗教科書 生物3·必修·穩態與環境[M].人民教育出版社，2007：107.

[2]百度百科-天人合一.