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发信人: jackleo (黑马), 信区: Mechanics
标题: 经济力学(Economic Mechanics)
发信站: 哈工大紫丁香 (Sat Jun 18 20:50:12 2005), 转信

力是自然科学理论大厦的基石；力的发现和力学理论的建立，是自然科学从幼稚
走向成熟的重要标志。

 在牛顿以前，古希腊科学家解释自然现象的理论框架是“和谐”。譬如，地球为
什么是球形的？行星为什么作圆周运动？他们认为，球形和圆周运动最匀称、最饱
满、最稳定，即最和谐。所以，找到了和谐，也就找到了满意的答案。在牛顿以后
，科学家则用力的框架代替了和谐框架。今天，科学家对自然现象的解释就是致力
于寻找隐藏在现象背后的作用力，找到了作用力，也就等于找到了现象存在的原因
。显然，力的框架与和谐的框架相比具有明显的优越性。它不仅可以精确地解释许
多以前无法解决的难题，而且还能准确地预见许多自然现象。

今天，当我们用力的观点考察世界时发现，在自然界中，物质的运动无不受力
的支配。无论是物理运动、机械运动、化学运动，还是生物运动，都离不开力的作
用。强相互作用力、弱相互作用力、电磁力和万有引力支配着宇宙的一切运动。

 从原子到美洲豹，从细菌到你我他，从鲜花到牛粪尿，从爱因斯坦的大脑到花岗
岩，所有这些存在物虽然表现出的结构、形态和运动各不相同，但是从本质上讲，
它们都是由自然界四种基本作用力所编制的“实体”。因此，五彩缤纷的世界背后
，蕴藏着一种令人难以置信的简单韵律！

四种基本相互作用力在编制世界的过程中，分别统管着不同的层次和范围，各
有职责，各尽其力。它们的共同点就是都有作用源，都有传递相互作用的“媒介”
粒子。不同点是它们的作用强度、作用力程、作用源和“媒介”粒子等都各不相同
。

万有引力和电磁力是长程力，其作用距离在理论上讲可以抵达无穷远处，传递
它们的作用的“媒介”粒子是没有静止质量的引力子和光子。而强相互作用力和弱
相互作用力都是短程力，作用距离仅限原子之内，传递它们作用的“媒介”粒子是
有质量的胶子和玻色子W+，W-，Z0粒子。每一种力都有其作用的根源。万有引
力和电磁力的作用源分别是质量和电荷，换句话说，万有引力源于质量，电磁力则
源于电荷。强相互作用力和弱相互作用力也有自己的作用源。物理学家把强相互作
用力的作用源称为“颜色”，把弱相互作用力的作用源称为“弱荷”。质量、电荷
、颜色和弱荷等四种“荷”分别是四种作用产生的根源，它们的量越多，各种力的
作用也就越强，亦即作用力越大。“荷”具有选择性，质量只能作用（吸引）质量
，电荷只能作用（吸引和排斥）电荷，颜色只能作用颜色，弱荷只能作用弱荷。

相互作用的力不同，组成的物质或系统的性质也不相同。强相互作用力把不同
数目的质子和中子牢牢地“捆绑”在一起，组成各种各样的大大小小的坚不可摧的
原子核；电磁力把电子吸引在原子核的周围形成原子，同时把各个原子联结在一起
形成不同的分子；范德华力和键合力（科学家认为它们都是由电磁力引起的一种分
子间的吸引力）把众多的分子束缚在一起形成雪花、石块、纸张、布匹、天体等各
种物体；万有引力把行星、小行星和彗星团结在太阳等恒星周围，形成太阳系等众
多星系，同时又把星系拢聚在一起形成庞大的星系团；等等。还有一些我们感觉得
到，但科学目前还没有或者说很少研究，至今人们也说不清道不明的力，如情人间
的吸引力，维系家庭、公司、集团组织和社会的凝聚力等，这些力并非是虚构的、
抽象的，而是跟电磁力和万有引力一样的具体的实在的力。正是依靠了这些力的作
用，才有了家庭、部落组织和社会，才保证了我们的社会与宇宙星系一样井然有序
。

如果我们把宇宙物质（或系统）从微观到宏观进行排列，并用进化论的观点进
行考察和分析，我们就会发现，从基本粒子到无机小分子再到有机大分子，从有机
大分子到原始生命再到复杂（高级）生命，从生物群落到生态系统再到社会文化系
统，物质结构是越来越复杂，系统是越来越庞大，层次是越来越高级，但是，维系
它们的力却是越来越弱。美国学者E?拉兹洛(Ervin Laszlo)在其著作《进化——广
义综合理论》中，从进化的角度对各个层次进行了分析。他写道：

 “进化过程在经验世界的所有领域展开：在物质宇宙中，同样也在有生命的世界
中。这些进化过程产生出处在第三状态的系统--—远离平衡的动态物质——能量系
统。这些系统构成一个连续统一体，它沟通了经典学科的传统疆界。如果我们把在
宇宙中和地球上历来出现的系统参照某些基本参量加以比较，这一点就很明显了。
有关的参量包括体积、组织层次、结合能量和复杂程度。

 首先集中注意体积、组织层次和结合能量，我们立即发现这是一个绝妙的连续统
一体。当我们从初级组织层次的微观系统走向较高组织层次的宏观系统，我们就是
从被强有力地、牢固地结合在一起的系统走向具有较微弱和较灵活的结合能量系统
。具有强大结合力的相对小一些的单位就好像是在构造较高组织层次上的、较大的
并且结合较弱的系统时所用的建筑板块一样。所构成的这些系统又依次成为构造体
积更大、组织层次更高、结合得更松的单位的建筑板块。

 体积、组织层次和结合能量的连续统一体出现于从宇宙的基本粒子到最高层次的
生物界的整个进化领域。像夸克这样的粒子，——不管它们能否作为自然界中的基
本单位被真正找到——我们已经知道它们是由非常强的力结合在一起的，这种力的
惊人强大已由核裂变显示出来了。原子的外层由电子的结合力束缚于原子核，它比
核内的结合力弱整整一个量纲。复杂分子内的原子是由离子键或共价键及其相对更
弱的力连接在一起。有机大分子内把化学分子衔接在一起的那些力就更微弱了，而
多细胞生物体内把细胞维系在一起的那些力在结合力强弱标度中又要低一个量纲。
至于在生态系统和社会系统中把生物物种和所有的人拢在一起的那些结合力不管其
性质如何，都要比物理和生物化学的结合力易消逝。”[1]

在此，E?拉兹洛提到了生态系统和社会系统中的“结合力”，并且将此种“结
合力”与物理和化学中的结合力相提并论。但是，由于E?拉兹洛研究的重点是宇宙
的进化脉络，所以，他对各种作用力鲜有关注，没有深究这种生态系统和社会系统
中的“结合力”的本质。

其实，任何愿意将宇宙纳入进化理论进行综合思考的人，都有可能感觉到这种
生态系统和社会系统中的“结合力”的存在。同时，我们感觉到，这种“结合力”
很可能是不同于电磁力、万有引力、强相互作用力和弱相互作用力等四种基本力的
新作用力。按照希尔顿?格拉肖、斯蒂芬?温伯格和阿卜杜斯?萨拉姆的弱电理论和另
一些物理学家的超弦理论，宇宙初期，基本粒子间的作用力是单一（或者说统一）
的，后来，随着宇宙的演化，温度的降低，单一的作用力才变成了多种作用力。所
以，作用力也在随宇宙的演化而分化（多样化）。

在微观系统中，质子与质子、质子与中子、中子与中子由强力（强相互作用）
结合在一起，组成原子核；原子核与电子由电磁力结合在一起，组成原子；原子与
原子再由电磁力相结合，组成分子。在宏观系统中，天体与天体由万有引力结合在
一起，形成星系（如太阳系、银河系等）；动物与动物由某种作用联系在一起，组
成种群；人与人由某种力结合在一起，组成家庭；众多家庭由某种力结合在一起，
组成人类社会……在这些系统和各种层次中，高层次是以低层次的结合为基础的，
它除了自己特有的结合力外，还包含着低一层次中的结合力（结构）

 当然，这些生物系统和社会系统中的作用力，不可能完全与物质世界的作用力相
等同，就像弱相互作用力与万有引力有所区别一样，它们必然会有一些自己的特点
。但是，四种基本作用力虽然都有着各自的独特性，但它们也有着内在的联系和相
同点。因此，生物系统和社会系统中的作用力也必然与已确认的自然界的四种基本
作用力有着某种内在的联系和相同点；或者说，它们很可能就是由四种自然力演化
而来的。如果我们能够找出（或发现）生物系统和社会系统中的作用力，并在它们
与四种基本作用力之间建立起某种联系，找出它们的共同点，那么我们就有可能在
自然科学和社会科学之间搭起桥梁，实现两者的统一。

注释：

[1]、[美]E.拉兹洛著，闵家胤译.《进化----广义综合理论》.北京：社会科学文献
出版社， 1988，32—33

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