【紀元專欄】嚴家祺: 新紀元的“時間觀”

以“百年”“千年”“地質紀”為“時間尺度”觀察人類社會和地球上的變化

嚴家祺

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【紀元專欄】我們剛剛跨過的一年,既不屬于二十世紀九十年代,也不屬于二十一世紀。當我們踏入二零零一年一月一日時,一個新紀元──既是“新世紀”又是“新千紀”才真正開始。

在新世紀開始的第一年,如果沒有什么“突變”,中國將踏入WTO門檻,跨過公司將在中國長驅直入,外國銀行、証倦公司、保險公司,將在中國設立越來越多的分支机构。不出几年,中國社會上的私人存款將會有百分之七十以上流入外資銀行,私人外幣存款就更不用說了,百分之九十將轉向外資銀行。以光速流動的資本終于突破中國的國界,把中國卷入全球性金融風云變幻之中。資本只有一個本性,總是向著報酬率高的地方流動,當資本如潮水地流向中國時,中國將呈現一片繁榮景象。當中國腐敗日愈加深、銀行呆帳日益擴展,經濟泡沫日益顯露時,外資就會如同潮水般地撤离。

人類的“世紀”、“千紀”与“地質紀”

上述變化對中國來說,非同小可,以“十年”為尺度總可以看到:一個國家的政治,十年總會有一大變。政治像气候一樣,太熱了就會下雨,會轉冷,太冷了也會變熱。專制國家中的政變、動亂和民主國家中的政党競爭、大選都是政治气候變化的方式和標志。當我們的眼光從十年移向百年時,我們總能看到一個國家、一個地區經濟社會狀況的“百年巨變”,這种變化是任何人,即使是獨裁者、暴君都無法阻擋的。如果我們以“千年”為尺度觀察時,我們可以明顯看到的是,科學技術的進步、宗教和社會思潮的改變,也像“自然力”一樣,造成地球上文明的變化。

佛教、基督教、伊斯蘭教和儒家的興起、傳播、擴展和演變,都需要“千年”時間才能看出大輪廓。以“千年” 作為時間尺度,可以看到工業城市化、人口在全球范圍內的遷移在地球表面造成的變化。

以時間作為尺度,全球性的气溫變化。最近一万年以來,每隔一、二千年,地球上的气候有冷熱的小幅度波動。四千年前至二千年前,气候轉冷,接著升高。從公元第二千紀中期到十九世紀末,由于出現小規模冰川推進,全球气候變冷,比現在气溫約低攝氏二度。二十世紀,全球气候變化的趨勢日益明顯。燃燒煤、石油、天然气,使大气中二氧化碳急劇增加,這是二十世紀全球暖化的原因之一。

以千年作為時間尺度,還能觀察到全球气候的小變化。地球表面气候的中等幅度和大幅度波動,一般要以數万年、數億年作為時間尺度才能察覺出來。“地質紀”就是考察地質變動的一种時間尺度。每一個“世紀”都是一百年,每一個“千紀”都是一千年。“地質紀”長短不一。距今五億七千万年的“寒武紀”長七千万年。距今一億九千万年的“侏羅紀”長五千四百万年。离現在最近的一個“地質紀”成為“第四紀”。“第四紀”開始于二百五十万年前,現在仍屬地質學上的“第四紀”(見圖一)。

在地質學上,地球表面覆蓋著大量冰川的時期,稱為“冰期”;兩次“冰期”的間隔,气溫上升,成為“間冰期”。在“第四紀”中,出現過多次“冰期”、“間冰期”的循環。每隔八至十万年,全球气候會有一次中等幅度的變化,這時,海平面發生明顯升降,海陸分布發生變化。北歐一次“間冰期”時,由于海面上升,波羅的海從芬南灣向東南擴展了二百公里。气候變化還會引起動植物的遷移,生物帶分布的變化,甚至生物的大規模絕滅。恐龍就是在六千五百万年前由于气候巨變而消失的。

從“無序”到“有序”

在干燥、荒涼、布滿坑□的月球表面觀察地球,可以看到這是一層蔚藍色薄膜包圍著的一個生气勃勃的球体。在月球表面,我們即使用高倍望遠鏡,看不到,也弄不清怎么會有兩個五十多歲的人在爭奪美國的一個什么“總統”的職位,我們怎么努力也無法察覺,地球上一個稱作“阿根廷”的地方,有大量資金不斷流出。透過那層蔚藍色的薄膜,在白云繚繞的深處,可以看到時隱時現的非洲大陸、歐亞大陸板塊。

地球平均半徑為六千三百七十一公里。地球的大气層高達一百公里,但越往上越稀薄,大气主要集中在十六公里以內的近地面空中。在月球上看到的包圍地球的蔚藍色薄膜,就是大气層,也可稱為“大气圈”。世界上有各种各樣的“膜”,動植物細胞有“細胞膜”,“大气圈”是“世界上最大的膜”。“大气圈”与“細胞膜”的功能一樣,太陽輻射能透過“膜”進入地球表面(即膜的內部),使地球表面從“無序”走向“有序”,產生出生命,并使生物能活下去。

物理學的一個分支學科──熱力學中有一個概念,稱為“熵”(entropy),是用來描寫物質系統的“有序”和“無序”(混亂)程度的。這個系統可以是一個攪拌器、一台洗衣机、一個化學反應容器、一個細胞、一個生物体、一個國際体系、一個星球或一個星系。這些系統,可以分為三大類。一類是“開放系統”,指系統与外界既有能量交換,又有物質交換。第二類是“封閉系統”,指系統与外界有能量交換,但沒有物資交換。第三類是“孤立系統”,指系統与外界沒有能量、物質交換,這是物理學上的分類法。如果考慮到外界与系統之間還有“信息”、“資金”交換,考慮到資本的“全球流動”,就更全面了。

在熱力學中,一個系統的“無序程度”愈高,熵愈大。熵的減少,表明這個系統從“無序”走向“有序”,從“混亂”中產生“結构”、“組織”,或者“結构”、“組織”复雜化。“熵”的概念与熱力學第二定律有關。熱力學第一定律是能量守恒定律,就是說,在任何物理過程之中,“能”可以從一种形式轉化為另一种形式,但“能量”總是守恒的。熱力學第二定律說,所有能量轉化過程都是不可逆的。 當熱能轉化為机械能時,總有一部分熱能耗散掉了,反過來,机械能轉化為熱能時,就不能達到原來熱能數量,因為一部分熱能會耗散掉。用“熵”的概念來表達熱力學第二定律,就是,在任何一個“孤立系統”中,在經過“不可逆變化”后,系統的“熵”一定增大。如果過程是“可逆的”,那么,系統的“熵”就不變。

一個有剛性絕緣壁的罐子,可以看作“孤立系統”。如果這個罐子兩端溫度不同,一端較熱,一端較冷,過一段時間后,兩端的溫度就會愈來愈接近。這是一個”不可逆過程“,也是“熵”增加過程。任何活的生物体都是“開放系統”。一個實行“閉關鎖國”政策的國家,由于太陽輻射還可進入這個系統內,農業依靠太陽能得到發展,石油、煤礦還可以提供工業能源。按上述系統分類,這樣的國家還不是“孤立系統”,但接近“封閉系統”了。一座被敵軍圍困的城市,長期斷水、斷糧、斷電、斷煤气供應,也就接近“孤立系統”,飢餓、混亂、死亡就是這座城市的“熵”增大的過程。

由“大气”這一“世界上最大的膜”保衛的地球,不是“孤立系統”。正是由于太陽輻射能源源不斷地透過大气層輸入地球表面,使地球表面“熵”不斷減少,出現“有序化”現象。從無机物到有机物,從單細胞生物到多細胞生物,從原始村落到現代化大城市,這些演變過程,都是“自組織”程度不斷提高的過程,是“無序”向“有序”變化的過程。

大气圈、生物圈、人類圈

太陽輻射能(光能)是地球上百分之九十九點九九生物所需能量的源泉。在地底深處和海床無氧環境下,极少生物能夠依靠“地熱能”生存。照射到地球表面的“光能”,大部分作為“熱能”被反射、散逸,用于水分蒸發,只有百分之一左右的“光能”會轉化為植物有机体中的“化學能”。食草動物把植物中百分之十至十五的能量轉化為自身組織,而人通過吃肉的食物又把其中百分之一的能量轉化到人的身体組織中。

在“大气圈”這一“膜”的保護下的地球表面,在太陽能的不斷輸入下,形成了一個“生物圈”。“生物圈” 是地球上所有生物(包括人類在內)及其賴以生存的環境的總稱。“生物圈”外面,還有一個界限不明的“副生物圈”。在“副生物圈”,一些處于休眠狀態下的生物,如細菌和真菌的孢子存在在那里。在“生物圈”中,按地理環境和生物种類,可以划分為不同的生態系統,如森林、荒漠、凍原、草地等生態系統。

人類是在“地質紀”第四紀的最后期出現的。由于人有智能,人憑借自己的智能營造“人工自然”,建立城鎮、修筑道路、開鑿運河、改造植被。從月球往地球看,“生物圈”是貼伏在“大气圈”与地球表面的“水圈”、“岩石圈”三個圈層交界處的一個很薄的圈層,而“人類圈”則是漂浮著“生物圈”上更薄的一個圈層(見圖二)。

在第二千紀工業革命前,人類利用的能量主要是照到地面的太陽能。 人類种植作物、飼養牲畜、利用風力、水力,人類依靠自己的体力建造房屋、生產制品、從事政治、進行戰爭,無非是迫入地球表面的太陽能輻射能在“生物圈”和“人類圈”中不斷轉換的結果。歷史上的民族大遷移、帝國的擴張、宗教衝突、西方國家的殖民運動和今天的所謂“全球化”,都是在太陽能推動下“生物圈”与“人類圈”之間不同形式的互動。

煤炭、石油、天然气是億万年前動植物遺体埋在地層經高壓而形成的。工業革命以來,人類大量開采煤炭、石油、天然气,這使地球史上過去數億年中吸收的太陽能在短時間內重新釋放出來。煤炭、石油、天然气的利用和工業革命給人類帶來了巨大財富,同時改變了進入“大气圈”中的能量平衡,其后果是臭氧層的破坏。現在,南极洲上空的臭氧層破洞面積已達二千八百三十万平方公里,比整個南极洲還大,比三個美國還要大。當一個細胞的“膜”受到損傷時,細胞的生命就要受到危害。第二千紀以來的“能源技術革命”使“生物圈”的“膜”──“大气圈”中的“臭氧層”遭到局部破坏,如不加制止,將危及“生物圈”和“人類圈”在第三千紀的生存和發展。

“IT革命”和“全球化”

第二千紀煤炭、石油、天然气和核能的利用,可以稱作“ET革命”(即能源技術革命),第三千紀計算机、衛星和网路技術的大發展,則是“IT革命”(即信息或情報技術革命)。在今天,人們大談“全球化”,是与第二千紀末開始的“IT革命”反不開的。

今天,我們看到商品、資本、信息能在全球范圍內迅速流動,而稱這种現象為“全球化”。事實上,從地球史、從“地質紀”這樣的“時間尺度”來看,“全球化”在地球形成“大气圈”、“水圈”時就發生了。商品、資本的流動怎能与空气、水在全球范圍內的流動相比?地球表面的水,以汽態、液態、固態形式存在。這些水處于不停的循環之中,其中“水汽輸送”是“水循環”中最活躍的環節之一,全球的大气水份交換周期為十天左右。水循環使“水圈”中的所有水都聯系在一起,時水作為一种資源得到不斷更新,同時也影響到各地的气候。大气流動比水循環更為迅速。由于照射到地面的太陽輻射受季節、地球自轉和地表各种因素的影響,使各地气溫、濕度、气壓不同。空气總是由高壓流向低壓,力圖使各地的气壓、气溫、濕度趨向一致,于是形成了大范圍以至全球性的“大气環流”。

從“千紀”這樣的“時間尺度”來看,我們今天所說的“全球化”──商品、資本、信息的全球流動,只是“全球化”的“初級階段”。商品、資本不同于大气,大气由高壓處向低壓處流動,而商品和資本總是向著報酬率高的地方流動。在第三千紀的今天,當資本可以自由跨越國界在全球流動時,地球上最寶貴的“財富”──人,其中的大多數卻不能在全球范圍內自由流動。也許在今天,“國界”象“膜”一樣起著某种“保護”作用。在“全球化”的“初級階段”,我們看到的是,資本在全球的流動,強化了一部分國家的“膜”,阻止另一部分國家向這些國家人口遷移。

地球上“水循環”現象也許對未來研究“人口遷移”有啟發。水可以跨越“國界”流動,但由于水的“儲存形式”不一,各种水的循環周期各不相同。“大气水”的循環周期為十天,“河川水”的循環周期為十六天,“土壤水”為一年,“湖泊水”為十七年,“极地冰川水”的循環周期為九千七百年。人不同于水,人有自由意識,但當“全球化”的“中級階段”實現了人口的全球自由遷移后,還會有相當多的人依戀鄉土,民族聚居現象還不會消失。跨國公司的主管就象“大气水”一樣不停流動,而最保守的民族就是“极地冰川”中的水。


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