欽州學院環(huán)境倫理學學術報告：熵-種新世界

第三節(jié)熵，一種新的世界觀主講：黎樹式

2007-07Email:lishushi120@163.comTelH二章當代人類生境系統(tǒng)的劇烈變動第一節(jié)人類生境系統(tǒng)加速變動的趨勢第二節(jié)人為生境變動中的人為作用第三節(jié)熵——一種新世界觀第三節(jié)在第二章中的地位和作用疑問什么是熵？什么是世界觀？人類生境中的熵流與熵化熱力學第二定律123熵與可持續(xù)發(fā)展第三節(jié)熵——一種新世界觀人類生境中的熵流與熵化

熱力學第二定律123熵與可持續(xù)發(fā)展一、熱力學第二定律B熵對人類生存發(fā)展的理論意義A熵的概念

熱力學第二定律也稱熵學說原理，它告訴我們，

①物質(zhì)和能量雖然是守恒的，但在表現(xiàn)形態(tài)上它只能“沿著一個方向轉(zhuǎn)換，即從可利用到不可利用，從有效到無效，從有序到無序?！薄盁o論在地球上還是在宇宙或任何地方建立起任何秩序，都必須以周圍環(huán)境里的更大混亂為代價。”

②“當能量從一個較高的集中程度轉(zhuǎn)化到一個較低的集中程度時，它就做了功”，而且，每當能量轉(zhuǎn)化后，我們就會“得到一定的懲罰”。這個懲罰就是已經(jīng)作了功的能量，再也不能做功了。也就是說，盡管能量的總數(shù)沒有變，但做功之前是有效能量，做功以后就變成無效能量了。熵

是最后不能被轉(zhuǎn)化作功的無效能量的總和。A熵的概念

現(xiàn)實生活中的熱力學第二定律“你不可能不勞而獲”：是說要想有收獲，就一定得付出勞動，正如做功就得消耗能量一樣；“覆水難收”：是說倒出去的水就再也收不回來了，正如做功消耗的能量就不能再做功了一樣；“天網(wǎng)恢恢，疏而不漏”：是說法網(wǎng)雖寬，卻不會讓一個壞人漏網(wǎng)，在這里強調(diào)的是無一例外，即做功就要消耗能量，消耗了能量熵就要增加，這是宇宙萬物誰都逃不脫的定律?！案邩前蔚囟稹?、“青草的生成”→都是能量的轉(zhuǎn)化，都要消耗有效能量。

“燒掉一塊煤”→能量并沒有消失，只是轉(zhuǎn)化了，不過不能再用它來做功了。

“點燃一支煙”→要消耗能量，有效能量就會減少。

熱力學第二定律告訴我們，宇宙的能量總和是個常數(shù)（它既不能創(chuàng)造也不能消滅），但是總的熵是不斷增大的，即能量可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從有效能量轉(zhuǎn)化為無效能量，并直到實現(xiàn)熵的最大值──熱差為零為止。這時，任何能量載體，從星體到任何有機和無機物質(zhì)都將走向完全的無序、分解和潰散。今天地球表面一切不利人類生存發(fā)展的所謂環(huán)境污染，都只是熵流積累的一種不同表現(xiàn)形式而已，熵流增加的最后結果是地球表層人類適生環(huán)境的不復存在——也就是人類的毀滅。人類為了減少和避免環(huán)境的污染，唯一的最終的途徑就是減少有效能量轉(zhuǎn)化的總量，減少熵流。B熵對人類生存發(fā)展的理論意義人類生境中的熵流與熵化

熱力學第二定律123熵與可持續(xù)發(fā)展二、人類生境中的熵流與熵化B人類生境中熵流積聚的臨界閾（域）值A人類進化發(fā)展與環(huán)境熵流的積聚—熵化人類的進步是以地表有用能源的消耗——熵流的增加為代價的。由于人類生產(chǎn)能力——有效能量轉(zhuǎn)化能力進步的決定性因素——科學技術的進步是無有止境的，所以熵化的過程也是一個不斷擴大的過程。人類有兩種前途，一是因無效能量的積聚，地球雖然未達到熱寂和滅亡，但環(huán)境已完全不適合人類的生存，人類將象地質(zhì)史上的恐龍一樣，作為類從地表上消失；另一種可能則是視當時無效能量充斥的環(huán)境為“有效”，在今天看來完全不適合人類生存的環(huán)境條件下，通過局部肢體或官能的變異，以新的種類形式出現(xiàn)，并沿著不同的路徑繼續(xù)生存和發(fā)展。A人類進化發(fā)展與環(huán)境熵流的積聚—熵化人類的第三種前途——星際移民？有些人預言的搬到其他星球上居住，進行星際移民，或在月球上設立生產(chǎn)基地進行生產(chǎn)，以維系人類的現(xiàn)代生活方式，都是完全不現(xiàn)實的。根據(jù)熱力學第二定律，在月球上從事生產(chǎn)，那只是說在失重條件下有利于生產(chǎn)或合成某些在地球表面上不易生產(chǎn)和合成的物質(zhì)，和構成新的種源。如果從事大量生產(chǎn)，基礎還是地表物質(zhì)。要克服地球引力發(fā)送一定質(zhì)量的物質(zhì)到月球上，所需能量不知要比在月球上生產(chǎn)的物質(zhì)能量大多少倍。這是第一個得不償失。產(chǎn)品制造成功，要送回地球，月球上根本無此動力能源。我們只能坐以待斃？上述理論強調(diào)的只是作為熵流的增加和積聚的過程，不是強調(diào)其最終結果。目前這個結果離我們還比較遙遠。但如果我們不自覺承認并尊重這個最終主宰宇宙和人類命運的熱力學第二定律，人們便不自覺地加速了地表最大熵值到達的時刻。因此可持續(xù)發(fā)展觀念最重要的理論核心，就是尊重熱力學第二定律，自覺降低熵值。①人口總量增長的閾值；②地表溫室效應的不斷加強；③清潔空氣和清潔水的缺失；④礦產(chǎn)資源和土地資源的熵化;⑤生物形態(tài)有效能量的熵化。B人類生境中熵流積聚的臨界閾（域）值①人口總量增長的閾值世界到底能養(yǎng)活多少人口，換句話說，世界有多少有效能量可供人們轉(zhuǎn)化利用？也就是關于地表人類生境中的適度人口問題。悲觀派——100億；樂觀派——150～200億；甚至有人認為“世界實在無須乎擔心未來的能源短缺或能源奇缺”，人類最后還可以進行“太陽系的殖民化”。地表人類生存系統(tǒng)到底可能容納多少人口目前并不重要，關鍵是要承認人是人類生存環(huán)境系統(tǒng)中最主要的熵的制造者這一事實，在有效物質(zhì)能量資料一定的封閉系統(tǒng)中，減少人口是人類目前能做到的，延緩熵的最終容許值出現(xiàn)時間的最好方法。②地表溫室效應的不斷加強“溫室效應”指的是地球大氣層吸收紅外線輻射或熱能的現(xiàn)象，是星體在運動過程中熵流積聚和增加的一種必然過程。人類人口總量增加和其生存活動能力的加強，只是擴大和加速了這個運動變化過程而已。引起溫室效應的天然化合物有水蒸汽、CO2、甲烷和N2O等。這些物質(zhì)本來是生物生存所必需的，但因人類在活動過程中使其不可抑止的增加，結果引起了大氣結構和功能的嚴重失衡。其中最突出的就是CO2排放量的不斷增加。CO2

和O3

增加的后果首先是生物多樣性的損失；海平面上升引起低地的損失。③清潔空氣和清潔水的缺失清潔空氣和清潔水的減少，也是人類活動造成人類生存系統(tǒng)熵值增加，使人類生存運作機制更快走向無序，并可能導致人類滅亡的最典型的表現(xiàn)。理論上空氣是取之不盡的有效能量資源，但人類生存活動改變了近地空氣層的物理成份結構，因此降低了空氣的可利用性能和價值。同樣，人類生境中的淡水問題也不單是總量問題，而是被人類賦予了大量的無效能量──污染物質(zhì)，使大量淡水發(fā)生理化性質(zhì)變異，再不能供人們直接利用。④礦產(chǎn)資源和土地資源的熵化礦產(chǎn)資源和土地資源都是地表人類生存環(huán)境中地質(zhì)時期太陽能量積累的載體。它們和其他環(huán)境要素最大的區(qū)別就是不可再生性和有限性。人類為了自身生存發(fā)展對它們的開發(fā)利用是不可逆的，即利用一點就會減少一點。而且在開發(fā)利用過程中，還必須要投入大量附加能量才有可能。⑤生物形態(tài)有效能量的熵化無論動物或植物，是人類為了生存利用太陽能的中介──食物鏈的主要構成成份。動植物生長發(fā)育過程中利用太陽能和其他能源的方式是最節(jié)約的。完成有機生命周期重新回歸大自然時，不僅不增加熵值，甚至形成負熵──有機腐殖質(zhì)肥沃了土壤。現(xiàn)在人們終止了大量動植物個體的生命過程，用無機人工合成物替代毛、皮、木料等有機物，一方面在合成生產(chǎn)過程中需要耗散大量能源，另方面合成產(chǎn)品結束使用周期回歸大自然時，變成了不能再生的無效能量，又一次增加了環(huán)境中的熵值。特別嚴重的是人為造成的動植物種類的滅絕──生物多樣性的損失。人類生境中的熵流與熵化

熱力學第二定律123熵與可持續(xù)發(fā)展三、熵與可持續(xù)發(fā)展

B低熵社會與環(huán)境道德A可持續(xù)發(fā)展與熱力學第二定律的二律背反關系根據(jù)物質(zhì)（能量）不滅，只要我們索取便能得到：人類自進入工業(yè)社會以來，由科學技術引發(fā)的巨大社會生產(chǎn)能力，帶來了大量社會財富的涌現(xiàn)。進入20世紀60年代以來，資源缺乏，環(huán)境污染，新傳染疾病流行，社會兇殺、吸毒、賣淫、局部戰(zhàn)爭連綿不斷。世界怎么了？一切物質(zhì)資料（有效能量）的利用，最終都要轉(zhuǎn)變成為無效能量──熵，賦存在地球表面，形成為制約人類生存發(fā)展的消極環(huán)境因素之一。如何保證人類能夠繼續(xù)生存與發(fā)展，按照里夫金的意見，就是要建立一個低熵社會。A可持續(xù)發(fā)展與熱力學第二定律的二律背反關系按照里夫金的理論和設想，低熵社會建立的理論基礎就是遵循熱力學第二定律──控制和減少熵的積累，根據(jù)熵模式的一般原則，全面改革我們現(xiàn)在面臨熵流急劇增加的高熵社會。B低熵社會與環(huán)境道德低熵社會的特征：7個①低熵社會的建立就是要改革人們的生活目的，或說是世界觀。為了使我們的子孫后代獲得可持續(xù)發(fā)展的可能性，我們要自覺地進入和建設一個低熵化社會。②低熵社會的人類生存目的是為了維持人類健康和體面的“自發(fā)的樸素”生活，高消費不再被看作人類生存的目的。③在未來城市發(fā)展過程中，“小即美”原則也將會得到體現(xiàn)。④最關鍵的是在低熵社會里，人們將從根本上改變對財富及私有財產(chǎn)的觀念。由于人們除了占有適度消費品和勞務外，不再把土地、可再生和不可再生資源視為私有財產(chǎn)，社會將會在最大程度上減少犯罪和紛爭。⑤特別是低熵社會里，人們將自覺遵守熱力學第二定律，自覺降低出生率，減少人類個體的增加。⑥在低熵社會里，人們十分重視自身與生存環(huán)境的關系，人們把一切人類行為都視為與生存環(huán)境系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)的過程，視為可持續(xù)發(fā)