首页 -> 2006年第4期
思维创新热力学研究
作者：李青山 杨秀珍 张淑媛
在生物体中，DNA分子在按照亲代的遗传密码转录、翻译并复制后代的蛋白质造成信息量的欠缺，从而造成生物体熵的减少，这就是生物的负熵流，简称生物体的负熵。一个有生命的有机体是以“负熵”为生，即不断地消除或减少当有机体活着时不得不产生的全部的熵，而当熵不断增加并趋于最大值时，生命便趋于死亡。这样，熵不断减少或“负熵”增加，就构成了生命的本质。生命、创造依赖负熵为生。
生物体的集富效应是生物中负熵（流）的典型例子。如海带能集富海水中的碘原子，若设想一个模型，海水中的碘原子是在海水背景中的理想气体分子，则海带集富碘相当于把碘“气体”进行等温“压缩”。显然在这样的过程中碘原子系统的熵是减少的（也就是说碘从无序向有序转化），这是海带至少必须向外释放能量 ，注意到理想气体等温压缩中外皆要对系统做功，但在海带集富碘的过程中外界并未做功，而是利用了一定的信息量（即造成信息的欠缺），从而使海带的熵减少。从海带集富碘这一例子可清楚地看到，生命体是吸取了环境的负熵（流）而达到自身熵的减少的。在这里“吸取环境的负熵”可理解为是向外界放热，也就是形成负熵流。1938年天体与大气物理学家埃姆顿在《冬天为什么生火？》一文中指出：冬季在房间内生火只能使房间维持在较高的温度，生火装置供给的能量通过房间的墙壁、门窗的缝隙散逸到外部空间去了。与生火取暖一样，地球上的生命需要太阳辐射。但生命并非靠入射能量流来维持，因为入射的能量中除微不足道的一部分外都被辐射掉了，如同一个生命体尽管不断地汲取营养，却仍能维持不变的体重一样。人们的生存条件是需要恒定的温度，为了维持这个温度，需要的不是补充能量，而是降低熵。埃姆顿的这一段话道出了生命体要维持生命的关键所在——从环境吸取负熵。
薛定谔在《生命是什么？》一书中指出，生命的特征在于它还在运动，在新陈代谢。因此生命不仅仅表现为他最终将死亡——使熵达到极大值，从有序走向无序——更重要的是要避免很快地衰退为惰性平衡态，因而要不断地进行新陈代谢。薛定谔认为单纯地把新陈代谢理解为物质的交换或能量的交换是错误的。实际上生物体的总质量及总能量并不因此而增加。他认为，自然界中正在进行的每一种自发事件，都意味着它在其中的那部分世界（它与它周围的环境）的熵增加。一个生命体要吸取负熵。新陈代谢的基本出发点是使有机体能成功地消除它所产生的熵（因此熵是活着时必然会产生的，这是一个不可逆的过程），并使自己的变得更小，其唯一的办法是不断地从环境中吸取负熵。
生命离不开汲取负熵，但仅单单汲取负熵并不构成生命生和死都是不可逆的过程。不可能用物理定律去完全解释生命物质，这是因为生命物质的构造同迄今物理实验过程中的任何东西都不一样。为此，必须去发现在生命物质中只能占支配地位的新的生命物理学规律。
3思维创新力的产生——信息情报的发生
根据以上所叙述的内容，想一想人的思维创新力。人仅仅生存在那种条件之下是无意义的，创造才是人生的真正价值。创造崭新的秩序、规则形的建制。换句话说：产生与创制新的信息情报。在情报量和能量之间有如下的关系：
在正常状态下，可以想象成从外部流入的负熵来消灭内部发生的熵Si 。换句话来说，可以从体外吸取负熵从而消化内部发生的熵，又可以排除体外。即正常状态是指，如果有动的变化全部的熵不会增加而保持一定量，也可以采取平衡相似的举动，根据这点人可以把熵值维持在较小的范围，这是创造性的第二手段。
在这里可以举具体的例子。根据上面所说的那样保持正常状态是一种极平凡的一件事。比如把每天的生活规则化，调整一下每周的生活节奏，也可以指定一下下一年的生活计划。这样看来，可以立即看出这里存在一些矛盾。增大需要非日常性，减少熵值则需要日常性。这样根据满足相反的条件来作出独创性的结果。这里面存在着人生的喜怒哀乐。
这样同时满足矛盾条件，除了以上几件事外，在近代社会里这样的例子也不少。比如经济的竞争和协作、社会的自主性和协调性、政治的多数派和少数派等等。在自然科学里也有像粒子性和波动性那样的例子。
4信息情报处理——数字和模拟（Digital and analog）
在前面诉说了情报发生的条件。下面讲一下情报处理的记忆。在这方面很有名的是1981年获得诺贝尔奖的斯佩里博士关于大脑的研究。其要点是，人的记忆包括左脑和右脑，左脑就像是数字显示，右脑就是模拟计算机。以前左脑被人们所重视，可今后右脑逐渐被人们所重视。人的左脑记忆是决定于细胞的数目的，大约有140亿个。但这只是人刚出世时的数目，随着时间的变化慢慢开始老化，平均每年减少6千万个左右。这样延伸下去的话到230岁时细胞数等于0。可以看出依赖于左脑的人，他的知性只能逐年衰老。
记忆数无限大是右脑的本质。虽然细胞数目逐年减少，可右脑记忆数目不会少，更不会有逐年衰老的情况。敬告那些年轻人，他们往往会依赖于左脑，所以他们的记忆会逐年衰弱。所以趁着年轻时赶紧做完左脑的事，拖到明天实在是太晚了。
5思维创新力的形成——克服势垒（能量差△E）
古希腊著名哲学家苏格拉底曾给“人”下过这么一个定义：人是无毛的两足动物。这种说法立即遭到了一些哲学家的反驳。有人指着一只拔光了羽毛的公鸡对众人说：“你们看，这就是他所说的‘人’！”。这不禁引起众人的哄堂大笑，疑惑也同时存在：人类的本质特征是什么？在人类生活的地球上，有着千千万万种动物，不需仔细观察，就会发现许多动物有着令人惊叹的本领。比如：鹰击长空、鱼沉水底、蜜蜂酿蜜、蚕儿吐丝……不过缺少了这些特殊器官和生理功能的人类的力量却比它们强得多。当然，人类的强大力量并非来自肢体，而是人脑所特有的思维能力[18]，这便是人类的本质特征。由于人类的思维具有间接性、概括性和超越性，人类才可以超越具体的时间、空间和具体的客观事物，去认识那些并没有直接作用于人的事物的本质，从而做出创造发明。
创造热力学是由日本未踏学会副会长金子秀夫提出[19~20]，在创造学界具有深远的意义。在创造的全过程中，产生创造成果并不是盲目地去努力，也不是依靠漫然和偶然而等待它的到来。思维创新成果的形成是因为它是一个量的积累过程，如同化学中的吸热反应。当积累达到一定量时，就会有质的飞跃产生，这时就产生了思维创新成果，即释放出能量。
图2是把一般反应进行过程改为独创性形成过程的结果。从图上可以看到，初始处于平衡状态，由于反应过程中吸收了能量，使两种状态之间发生了很大的变化。能量的积聚，不稳定因素增强，活化能增加，即创造能力在增强，其内在因素势垒也在发生着变化。只有在吸收的能量高于势垒（barrier）的能量时，才可克服势垒（能量差�%=E），随即释放能量，即达到创造后的状态。这其中存在着混乱、偏离无秩序、不安定、偶然性等。即思维创新的全过程也是个热力学过程[21~26]。