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马克思学说的自然科学基础已经改变  

2010-05-30 23:42:00|  分类: 经济杂谈 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本人的经济理论与马克思学说(三)

3、马克思学说的自然科学基础已经改变

对于马克思的学说的自然科学基础,我们可以看到的就是马克思所处于的时代还是一个经典物理的时代,而且经典物理中的热力学还没有完全建立,电磁学也是在快速发展,更不要说当今的现代物理的基石相对论和量子力学了,在这样的经典物理为基础的自然科学基础上所建立的。

从18世纪末到19世纪中叶这段时期里,人类在积累的经验和大量的生产实践、科学实验基础上建立了热力学第一定律即能量守恒和转换定律。在此过程中,德国医生J.R.迈尔和英国物理学家J.P.焦耳做出了重要贡献,他们各自通过独立地研究做出了相同的结论。

在能量守恒定律建立的稍早的时间,化学界的质量守恒也建立起来,1756年俄国化学家罗蒙诺索夫[1]把锡放在密闭的容器里煅烧,锡发生变化,生成白色的氧化锡,但容器和容器里的物质的总质量,在煅烧前后并没有发生变化。经过反复的实验,都得到同样的结果,于是他认为在化学变化中物质的质量是守恒的。但这一发现当时没有引起科学家的注意,直到1777年法国的拉瓦锡做了同样的实验,也得到同样的结论,这一定律才获得公认。

在没有能量守恒和质量守恒的认识以前,人们热衷于永动机和点金术,这样的探索的根本原因就是人们相信能量和物质可以不断创造出来,这样不断创造的能量和物质的东西就是财富的源泉,但是在能量守恒和质量守恒定律以后,人们认识到了物质和能量不会产生也不会消灭,因此在社会科学领域对于人们的财富的认识才有了物质财富和能量的价值只不过是不断的形式转化,不产生新的财富的认识,这样的认识是基于自然科学中的能量守恒和质量守恒的认识的。

但是这样的科学基础发生了改变,也就是对于我们有用的能量和物质在转化中是有损耗的,会产生我们无法利用的东西,这就逐步建立了热力学第二定律和熵的概念。

对于热力学第二定律有如下两个提法:

①热不可能自发地、不付代价地从低温物体传到高温物体(不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化,这是按照热传导的方向来表述的)。

②不可能从单一热源取热,把它全部变为功而不产生其他任何影响(这是从能量消耗的角度说的,它说明第二类永动机是不可能实现的)。

上述(1)中①的讲法是克劳修斯(Clausius)在1850年提出的。②的讲法是开尔文于1851年提出的。这些表述都是等效的。

德国物理学家鲁道夫·克劳修斯〔鲁道尔夫·克劳修斯(1822—1888)〕在他的热力学第二定律的提法下,首次提出熵的概念,用来表示任何一种能量在空间中分布的均匀程度,能量分布得越均匀,熵就越大。熵是不能再被转化做功的能量的总和的测定单位。这个名称是由德国物理学家鲁道尔夫·克劳修斯德国物理学家于1868年第一次造出来的。一个体系的能量完全均匀分布时,这个系统的熵就达到最大值。 在克劳修斯看来,在一个系统中,如果听任它自然发展,那么,能量差总是倾向于消除的。让一个热物体同一个冷物体相接触,热就会以下面所说的方式流动:热物体将冷却,冷物体将变热,直到两个物体达到相同的温度为止。

1877年,玻尔兹曼用下面的关系式来表示系统无序性的大小:S∝lnW。1900年,普朗克引进了比例系数k,将上式写为S=klnW。该公式后来刻在玻尔兹曼的墓碑上,这就是第九个表彰的公式——玻尔兹曼公式。k为玻尔兹曼常量,S是宏观系统熵值,是分子运动或排列混乱程度的衡量尺度。W是可能的微观态数。W越大,系统就越混乱无序。由此看出熵的微观意义:熵是系统内分子热运动无序性的一种量度。

热力学第三定律是对熵的论述,一般当封闭系统达到稳定平衡时,熵应该为最大值,在任何过程中,熵总是增加,但理想气体如果是绝热可逆过程熵的变化为零,可是理想气体实际并不存在,所以现实物质中,即使是绝热可逆过程,系统的熵也在增加,不过增加的少。 在绝对零度,任何完美晶体的熵为零;称为热力学第三定律。1906年,德国物理学家能斯特在研究低温条件下物质的变化时,把热力学的原理应用到低温现象和化学反应过程中,发现了一个新的规律,这个规律被表述为:“当绝对温度趋于零时,凝聚系(固体和液体)的熵(即热量被温度除的商)在等温过程中的改变趋于零。”德国著名物理学家普朗克把这一定律改述为:“当绝对温度趋于零时,固体和液体的熵也趋于零。”这就消除了熵常数取值的任意性。1912年,能斯特又将这一规律表述为绝对零度不可能达到原理:“不可能使一个物体冷却到绝对温度的零度。”这就是热力学第三定律。1940 年R.H.否勒和 E.A.古根海姆还提出热力学第三定律的另一种表述形式:任何系统都不能通过有限的步骤使自身温度降低到0K,称为0K不能达到原理。此原理和前面所述及的热力学第三定律的几种表述是相互有联系的。

对于这些自然科技的发展,马克思的时代是能量守恒和质量守恒已经得到了公认,而对于热力学第二定律和熵的认识还是初级阶段。马克思呕心沥血写作《资本论》花费了40年时间,在这期间他留下了浩繁的创作手稿。马克思为构建他那庞大而又深邃的劳动价值学说耗费了毕生精力,1867年《资本论》第一卷出版了,但是在马克思生前仅来得及正式出版了《资本论》第一卷,以后由于种种原因,在马克思去世之前《资本论》其余各卷均未能问世,哪怕像手抄本之类也未曾见流传于世间。马克思去世以后,恩格斯为完成马克思的夙愿,精心整理马克思的手稿,直到1885年《资本论》第二卷方能与读者见面,而第三卷延至1894年才得以公诸于世。但是我们看到马克思写作的时期,社会对于熵和物质、能量的财富转化过程的损耗如果计算的话,价值的模型也就要随之改变了。更进一步的是在现代物理学建立以后,能量和物质是转化的,但是这样的转化依然没有打破熵的增加这个规律。

人们对于熵增加在社会学等领域不能够接受的原因还有一个,那就是热寂说,也就是对于只能增加的熵世界最终将归于沉寂。但是随着科学的发展,不但提出了生命熵,也延伸出来了信息熵,更进一步的是认识到了最小熵增原理和耗散机构理论,提出了负熵的概念和在开放系统中形成耗散结构导致熵减的机制,从根本上解决了热寂说带给我们的矛盾。从而我们当今所处于的时代应当是社会科学有更新发展的时代。

 

未完待续……

 

 

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