今天看了第2章生态系统基础理论,本来想继续把这本书的书摘做完,但我发现书中概念太密集,总不能整本书都摘抄下来,而且每读完一些内容都产生了不少想法,于是决定不再做书摘而是读后感。
这节内容的开头让我发现小时候听过的“万物生长靠太阳”这句话竟然是真理,原来整个世界的能量都来源于太阳,怪不得不少民族都有太阳崇拜的文化痕迹。太阳影响世界的方式就是产生能量,一种能量形式是热能,通过太阳光的热量推动空气和水的环流。另外一种光化学能,通过植物吸收太阳能的光合作用形成碳水化合物及其他化合物。所以,一个生命有机体可以看作是一个利用太阳能维持并复制自身的生态系统。
这个概念让我觉得即荒谬又真实,在过去的日常生活中,我对能量的认知是水力、电力和燃气,好像到了成年之后,才感觉到太阳能电池、路灯等太阳能物品的存在,所以,打破脑袋也想不到原来太阳能并不是新生科技的产物,而是更古到今便有的最基础的能量,是地球上一切生命系统最初的能量来源。
太阳系的诸多行星要么覆盖着冰盖,要么温度极高,完全没有生命迹象,如果地球不是处在刚好的位置,又刚好可以合理地利用太阳能,可能我们这些生命都不复存在。从这个角度看来,生命的存在真的是个奇迹啊!
第2节生态系统的能量流动与物质循环能量流动主要讲解了热力学第一定律和第二定律。这两个定律高中物理课上学过,但说实话,虽然理解字面意思,但真不知道这字面意思背后到底意味着什么。
热力学第一定律:能量既不能创造,也不能消灭,只能以严格的当量比例,由一种形式转化为另外一种形式。
能量具有神圣性,凡人即不能生之,也不能不灭之,所以它要么转化为其他能量,要么损耗掉。这么看来,行动真的蛮重要,因为只有行动做功能让能量发生转移。
第一定律讲的是能量变化的关系,第二定律认为,非生命的自然界发生的变化都不必借助外力的帮助而能自动实现,这样的过程叫自发过程或者自动过程。
具体起来就是,热量会自动从高温物体传到低温物体,直到两者温度相同;气体会自动从压力大的地方向压力小的地方移动,直到压力均衡为止。
这个自发过程竟然暗合道德经中的“天之道,损有余而补不足”,也就是说自然界中能量的转变符合损有余而补不足的规律,都自发在动态转变中达到相对平衡。以前我总觉得道德经对大道规律描述得不清楚,想从自然科学中找到相通之处,没想到竟然在这里遇见。道德经显然更古老,而且总结得更本质。虽然它们描述的形式和状态不同,但殊途同归,谁借鉴谁不重要,这也算从物理学中找到了一条大道规律。
这条定律比我想象中得更深刻,不仅讲的是自然界中非生命的变化规律,还涉及到了自由能和熵这两个概念。
熵值是体系中状态的量度,在任何一个封闭的系统内发生不可逆变化时,体系的熵将增加。熵值的大小是体系是否接近平衡状态的度量,平衡状态时,熵值最大,混乱度最大。所以,熵值确实可以度量一个系统的混乱度。
自由能指的是体系内总能量中具有做功本领的部分能量。凡自发进行的过程都能作功,任何自发过程都是热力学不可逆的过程,所以自发过程是体系内自由能减少的方向进行。自由能绝无增加的可能。当体系进入平衡状态时,自由能达到最小,熵增达到最大。也就是说,平衡状态就是体系最混乱、最无序、最没有自由能的状态。
从以上可以看出,自然界的生态系统中总倾向于达到一种混乱的、无序的、无能的平衡状态。但有机体的发展总是是从低级到高级,从简单到复杂。这个过程是从无序到有序的过程,是自由能增长、熵值减少的过程。所以,有机体都是逆着自然规律生长进化,而作为万物灵长的人类也是这样逆着自然规律生存的。
原来逆着自然规律行事是人类的本性,这点又合道德经中所说的“人之道,损不足以奉有余。” 天之道是损有余补不足,寻求自然平衡的状态;人之道是损不足以奉有余,寻求的强力强为的状态。这就导致天之道和人之道在本质上相悖,那么人类该怎么办呢?
道德经的方案是守中无为,既不是凭着个人好恶行事,也不是听天由命,而是采用没有分别心的态度,顺着自然规律行事。顺着大道走,就如顺水行舟,最为省力,何乐而不为?
没想到简简单单的热力学第二定律包含这么丰富的内容,挺让人震撼。