高中必修四数学人教版教材答案 [对人教版必修三《稳态与环境》教材中一道生态题的思考]

　　文件编号：1003―7586(2010)04―0064―01 　　 　　人教版高中生物必修3《稳态与环境》第五章生态系统及其稳定性，有这样一道书后习题：“将一块方糖放入水中，方糖就会立即溶解，消失得无影无踪。溶解在水中的方糖还能再自行变回原来的形状吗?为什么?”答案是：“不能。在一个封闭的系统中，物质总是由有序朝着无序的方向(熵增加)发展。” 该题为何出现在生态系统一节中，这其中蕴藏着什么样的生物学原理?仔细研究一下不难发现，其中体现了自组织理论。
　　什么是“自组织理论”?先来看一下贝特兰菲在论及系统科学的“组织”概念时这样写道：“不论是生物还是社会，它们的组织的特征就是整体、生长、变异、递阶秩序、支配、控制、竞争等特征的概念。”值得注意的是，与这种“组织”概念相一致的“系统”概念不再意指传统上所理解的静态的机械统一体，而是有机的生命体。
　　什么是“自组织”?在一个具有自身生命的系统中，结构与功能之间的关系不再是本质与现象、原因与结果、决定者与被决定者的外在关系，而是一体化的生命运作中相互依赖和相互生成的内在关系，而这种一体化运作过程就是一个自组织过程。
　　根据现代自组织科学理论，一个物质系统的秩序可以是“他组织”的结果，也可以是“自组织”的结果。也就是说，一个物质系统的秩序可以是某种外部力量强行控制的结果，也可以是在系统环境之间，系统与其构成要素之间，以及系统内部诸要素之间以各自的自主存在为前提的复杂的相互作用的基础上自发生成的。通过“他组织”而形成秩序不仅耗能巨大，而且所形成的只能是一种毫无自身生命和没有进化能力的“死”秩序。对于一个自组织系统而言，和谐性内在地关联着某种形式的秩序性，但这种秩序性不再是传统观念中的那种静态的、非演化的“死”结构，而是系统的秩序性结构与秩序性结构的生成和发展过程的“活”的统一，而这种统一就是自组织。
　　根据以上所述，“溶有方糖的水”是一个封闭的没有生命的系统，在这样的系统中，方糖的溶解便是“有序”到“无序”的过程，是不能自行恢复到原来的形状的。若强行变回原来的样子，则需要一个“他组织”的结果，需要某种外部力量强行控制。
　　根据自组织理论，能更好地认识生命的本质特征，并且能指导生活生产实践。例如，我国南方水网地区的桑基鱼塘，就是把很多单个生产系统通过优化组合，有机结合在一起，使之成为“自组织”，在运转的过程中借助本系统的物质循环和能量流动就能高效而有序地进行下去。
　　其实自组织理论不仅仅蕴藏在生物学中，在数学、物理、化学、哲学、社会学等很多方面都有涉足。例如，哲学家运用自组织理论成就来指导社会主义和谐社会的理论研究。