时间与自然界的演化

从时间角度谈谈自然界的演化
一、自然演化的不可逆性和自然的进化
1、自然演化的不可逆性
可逆过程
如果系统从某一状态转变到另一状态后，能够再回复到原来的状态，并且同时使系统的环境也回复到原状，这样的过程就是可逆过程。

不可逆过程
若系统及其环境一经变化后，不能回复，这种过程就是不可逆过程。

可逆与不可逆实际上反映了自然演化的状态对时间的关系。

可逆与不可逆直接涉及到关于自然演化的一个带根本性的问题，即是否出现时间箭头的问题。

时间是与不可逆过程相联系的有箭头（方向）的即“时间之矢”
人类已发现有五种“时间之矢”
一是，热力学、统计物理学的时间之矢，即熵增加的时间方向；
二是，生物学的时间之矢，即生物进化的时间方向；
三是，电磁学的时间之矢，即振荡电磁所产生的电磁波的传播方向；
四是，量子力学的时间之矢，即原子的自发辐射的时间方向；
五是，宇宙学的时间之矢，即自大爆炸开始的宇宙不断膨胀的时间方向。

现实的自然过程是不可逆的不可逆过程是无条件的、绝对的。

因为任何系统都处于一定的时间和空间之中，都有其演化的历史，在进化的单行道上不允许走回头路。

2、自然界的进化：有序化和对称性破缺
自然系统的有序与无序是相对的，而不是绝对的，两者处于辩证的对立统一之中。

一方面，没有离开有序的绝对无序，如分子的无规则热运动在宏观上表现为物体温度的高低；
另一方面，也没有无序的绝对有序，人脑是一个高度有序的系统，但也并非绝对有序。

人脑的进化并没有走到终点，它还要不断消除自身的无序，向更高的有序发展。

对于某一具体系统，在确定了“零序面”之后，有序和无序便有了绝对的意义。

有序和无序相对独立而存在，并在一定条件下互相转化
对称是指在一定变换下的不变性。

最高的对称性就是在一切变换下都不变的状态。

这样的状态实际上对应着无序，最对称的世界是没有任何秩序和结构的，没有任何特殊方向和特殊点，这是平衡态的特征。

破缺是指在一定变换下所表现的可变性，或对称性的降低。

自然界的进化就是一个不断发生对称性破缺的过程；自然界每发展到一个新的里程碑，都必有一个基本的物质的或相互作用的、时间的或空间的对称性破缺与之相适应；高度有序化、复杂化和组织化的系统，即是对称性逐步破缺过程的产物。