自然界中的過程

張俠輔

自然界有兩種簡單過程。一種是包含負反饋的過程,另一種是包含正反饋的過程。一個複雜的過程是一些簡單過程的合過程。當我們考察過程時,對複雜過程無論進行怎樣的分解,都只能分解出一些單純地包含負反饋或單純地包含正反饋的過程。

包含負反饋的簡單過程就是我們平常說的穩定和平衡的過程。這種過程進展平穩而緩慢我們舉幾個例子如下:

1.             放在碗堛漱@顆珠子,靜止時總是位於碗底最低的平衡位置上。當它受到擾動而偏離此位置時,將受到一個力的作用,力的方向是指向這個最低點,它使珠子重新返回原來的平衡位置。這個力是反對他離開此平衡位置的,是一種負反饋,並在珠子受到其他力作用時表現出來。正是由於負反饋的存在,珠子被維持長期處於平衡位置上。

2.             一般導電材料被加熱時,隨著溫度的升高,電阻將逐漸變大,電燈泡的燈絲就具有這一性質。在打開開關的一瞬間,燈絲被電流加熱,由室溫達到白熱化而發出光來。隨著溫度升高,燈絲電阻變大,電流由大變小並趨於一個穩定值。設想由於某種原因使電流進一步加大,從而溫度進一步升高時,溫度上升將使電阻也進一步加大,從而使電流變小並回到原來的值。這就是負反饋,這樣就能始終保持燈絲溫度和電流大小琠w不變。

3.             在平行板電容器的兩板間,放入聚酯薄膜,用它作為隔開兩極板的介質。若將電容充電,假如上極板帶正電,下極板帶負電,於是聚酯薄膜上表面將出現負的感應電荷,下表面將出現正的感應電荷。電容器的兩極板上的電荷產生的電場將被兩層感應電荷的電場削弱,從而阻止了電荷的進一步增加,這就是負反饋。要是事情不是這樣,而是感應電荷的電場與兩極板上的電荷產生的電場同向,那麼電荷和電場將無休止地增加,並相互加強,最後將導致介質擊穿而損毀,這是不可能的。

包含正反饋的簡單過程就是我們平常說的激烈的和劇變的過程。如雪崩,爆炸等過程。這種過程歷時短暫。我們舉幾個例子如下:

1                        如果把一顆珠子,放在一個藍球上。當珠子受到微小震動時,將沿藍球表面滾下。在這一過程中,小珠子受到一個使其遠離先前位置的力的作用,即下滑力的作用。離開原位置越遠,下滑力越大,最終使小珠子落到了地上。這是一個包含正反饋的過程。

2                        過去有一種一次性閃光燈,它是用負阻材料做成的。當有電流流過它的燈絲時,  隨著溫度的升高,電阻將隨之變小。電阻的變小又使電流進一步上升,溫度進一步升高,這便形成一個正反饋的過程。這過程進行得很快,它使燈絲瞬間即達白熱化,產生一個閃光後燒毀。

3                        當一個鈾原子核被中子轟擊而分裂時,除了形成二個碎片外,還要放出二個或 三個中子。這新產生的中子又去轟擊其他鈾核,產生更多的碎片和更多的中子,形成鈾核裂變的鏈式反應。如果鈾塊的大小超過臨界體積,在百萬分之一秒內便形成原子彈爆炸。這也是一個包含正反饋的過程。

綜上所述,所有自然界中的過程,可以分解成一些簡單過程。這些簡單過程要么包含負反饋,要么包含正反饋,因此我們可以將自然界中的過程,按其反饋形式區別為兩大類。

親愛的讀者,要是你能找出一個過程,既不包含負反饋,也不包含正反饋,那么,希望你把找出的這個過程告訴本文作者。謝謝!

網站按:是不是應該對“自然界中的過程”下一個嚴格的定義?甚麼叫“反饋”?自然界是不是一定是雙向的?怎麼解釋熱力學第一大定律“火商”增加原理?怎麼解釋時間的單向性?因果律又是怎麼一回事?