地理中保熵什麼意思

⑴ 熵增原理是什麼為什麼說是宇宙最令人絕望的規律

地中原理是什麼？為什麼說是宇宙最令人絕望的規律？這種規律的話，應該是一些科學研究方面的發現和一些結論，可以去網頁上搜索一下

⑵ 區位商和區位熵有區別嗎

個人認為在經濟地理學上表示同一意思，比如分析區域產業集群狀況。唯一的區別恐怕就是區位商從數學的角度表示，而區位熵是從事物的分布狀態去選擇考慮的，是一種狀態函數。這兩個和我們主導產業選擇中比較集中系數像，翻譯都是Location Quotient 。

⑶ 地理學中的熵流怎麼理解

你好，如果是地理上的解釋這個是需要背景材料的，麻煩你大致說一下吧。我現在的理解是可能材料中出現這個詞語了，但是一定不會讓你很麻煩才能理解它，一般最多用個生詞而已，估計就是某項事物相對於另外一項事情的變化情況，比如因為甲的變化，乙增加了還是減少了，正相關或者負相關。差不多類似－－我的理解

⑷ 水蒸氣焓熵圖中等溫線有什麼特點一個簡答題，4分

等溫線（isotherm）即圖上溫度值相同各點的連線，稱之為等溫線。
1799～1804年，德國地理學家洪堡在廣泛考察南北美洲和亞洲內陸的基礎上，揭示了自然界各種現象之間的聯系，提出藉助氣象要素平均值可闡明氣候規律性，創造了用等溫線表示平均氣溫的制圖方法。1817年繪制了世界是第一幅等溫線圖。

⑸ 理論地理學的特點

理論地理學力圖揭示地理學整體本質。它已經或正在證實，地理系統的空間結構、空間組織、空間有序和空間行為等，能夠很好地耦合於自然地理過程和人文地理過程之中。它以認識地理區域的整體表現、集合效應和宏觀趨勢等作為有別於相鄰學科的研究目標。同時，又從物質、能量和信息在地理空間中的遷移、轉換和貯存的特徵中，揭示地理流、地理勢、地理場、地理譜和地理熵等具有統一基礎的指標，由此對於地理系統的可測性、可比性、可控制性和定量化作出貢獻。
理論地理學的科學地位在以下方面得到肯定：①在各類學科中，地理學幾乎是惟一的既聯系著自然環境，又聯系著社會經濟的獨特學科。理論地理學具有溝通自然系統與人文系統之間聯系的橋梁作用。②在地理學的傳統體系中，似乎總也擺脫不了二元性的約束，在認識上，或單獨強調區域，或單獨強調部門，無法圓滿地解決地理學的統一問題。理論地理學則被認為是實現解脫的希望所在。③承認自然
環境是一架「精巧機器」，也就必然承認地理系統中的協同性。這種協同性不僅表現於各類自然要素之間的互相影響和匹配之中，而且表現在人與自然之間的復雜關系之中。理論地理學為尋求統一基礎上的普適指標具有獨特作用。④一切地理研究的結論都是空間關系研究與時間過程研究的統一體。理論地理學提供了時空耦合的基本法則和基礎。

⑹ 什麼是地理過程的時間序列 說明其在地理學中的應用

任何地理事物發展變化都有一個時間過程，即具有一定的「時間厚度」。在中學地理教學中，學生所涉及到的地理事物主要是目前存在的世界，即我們所說的「現在」的地理事物，但實際上，「現在」的時間量度斷面具有一定的「厚度」。時段的長短取決於我們所研究的對象的性質及各要素之間的相互關聯性。

對於自然地理事物發展變化而言，「現在」的概念是指自然地理事物相對處於穩定的一種狀態，時間厚度差別很大，少則幾天，長達幾年、幾十年，甚至千百萬年。如山地地貌，展現在我們面前的是靜態的畫面，但其形成可能追溯到幾百萬年前；河口三角洲、濱海平原的形成則可能是千百年來形成的；地震則可能是剛剛才發生的事。

對於人文地理事物的發展變化而言，時間厚度可追溯到人類文明的起源。「現在」則是指人文地理事物內部各要素之間的相互關聯在某一時段達到的一種相對穩定的狀態。如「城市現狀」的時間厚度指的是近幾年的狀況，「人口現狀」則可能特指上一次人口調查所得的結果，或研究人員到某一時刻為止所能收集到的人口資料。

時間序列對分析地理過程的發展具有重大意義，即空間的時間性。是當代地理學最重要的研究課題之一。地理過程的時間序列對分析事物的變化發展更具有全面的預測性，因此也是當代地理學家十分注重的領域。具體表現形式如下圖

⑺ 急！有關綜合自然地理學。試用「耗散結構理論」論述自然地理環境進化發展的本質原因

幫你找到進化論方面的一些資料，希望對你的論文有所幫助
1. 進化論僅僅是一種理論。它既非事實，也不是科學定律。

許多人在小學時就學過，按等級劃分的話，理論居於中等—它比純粹的假說有把握，但與定律相比又略遜一籌。然而，科學家並不是以此劃分這些術語的。按照美國國家科學院(NAS)的解釋，科學理論是「對自然界的某一方面所作的有充分依據的闡釋，它可以包括事實、定律、推論以及經過檢驗的假說等。」定律是有關自然界的概括性描述，而一種理論無論得到多少證實，都不會使它變成定律。因此當科學家們談到進化論時(或者就這個問題而言，談到原子理論或相對論時)，他們並沒有表示對這一理論的真實性有任何異議。

除了進化的理論之外(所謂進化指的是遺傳上的一代勝過一代的概念)，人們也可能舉出進化的實例來。美國科學院把「事實」定義為「已經獲得反覆證明的、實際上已被大家公認為『真實』的觀測結果」。化石記錄和不計其數的其他證據證明了有機物是隨著時間的推移而逐步進化的。雖然沒有人直接看到這些變化，但間接的證據既清楚又明確，足以令人信服。

無論哪一門科學，依靠間接證據來說明問題都是司空見慣的事情。例如，物理學家不可能直接看到亞原子粒子，因此他們通過觀測粒子在雲室中留下的特有軌跡來證明粒子的存在。但物理學家並沒有因為無法直接觀測而使所得的結論欠缺說服力。

2. 自然選擇陷入了循環論證的怪圈：適者生存，存者即為適者。

「適者生存」是一種有爭論的自然選擇表述方式，實際上更專業的表述方式應採用「生存和繁殖分異率」(differential rate of survival and reproction)這一術語。這種描述法不是給各個物種貼上適應或不適應的標簽，而是描述各物種在既定條件下可能留下多少後代。將一對繁殖迅速的小嘴雀科鳴鳥和一對繁殖較慢的大嘴雀科鳴鳥放到一個食物豐富的島上。在幾代之內，繁殖迅速的鳴鳥就可能把持了大部分食物源。但如果大嘴鳴鳥更容易嗑開種子，那麼優勢就可能轉向這些繁殖較慢的鳴鳥一邊。美國普林斯頓大學的 Peter R. Grant 在對加拉帕戈斯群島上的雀科鳴鳥所做的一項開創性研究中，觀察到了野生條件下種群此消彼長的變化情況。[參看本刊 1992年 2月號上 Grant所撰的「自然選擇與達爾文的鳴鳥」一文。]

關鍵在於，給物種的適應性下定義可以不參照其生存能力的強弱：鳥的大嘴更適合嗑開種子，不論這一特性是否在給定條件下具有增強生存能力的價值。

3. 進化是不科學的，因為它既不能驗證，也無法推翻。它的種種論斷所涉及的物種變化都無法觀察到，也永遠不可能重現。

這種全盤否定進化論的說法忽視了把進化劃分為至少兩大類—微觀進化與宏觀進化—的若乾重要特點。微觀進化考察的是物種內隨時間的推移而發生的變化，這類變化可能是新物種形成的前兆。宏觀進化則研究物種這一層次以上的分類學族群是如何演變的。它的證據通常來自化石資料以及重構各種有機物之間的關系而進行的 DNA比較。

如今連大多數創世說者都承認，實驗室中的試驗(如對細胞、植物和果蠅所作的研究)以及實地進行的考察(如 Grant對加拉帕戈斯鳴鳥嘴部形狀演變所進行的考察)都證實了微觀進化的存在。自然選擇及其它機制(包括染色體改變、共生和雜交等)都可以促使生物群體發生深刻的變化。

宏觀進化的歷史性研究所涉及的是根據化石和 DNA而不是直接觀測作出的推論。但是，對於歷史科學(包括天文學、地質學和考古學和進化生物學)，科學家仍然可以對假說進行檢驗，看這些假說是否與物理證據相符，是否能對未來的科學發現作出具有檢驗性的預測。例如，進化意味著在人類最早的祖先(距今大約 500萬年)以及解剖結構上最早的現代人類(距今約 10萬年)之間，應該存在一系列其他原始人，它們身上猿的特點越來越少，而人的特點越來越多，這恰好與化石資料完全吻合。但是我們不會(也的確沒有)在侏羅紀(距今約 6500萬年)的地層中找到現代人類的化石。進化生物學的常規研究作出的預測比這精細得多、准確得多，而且研究人員也不斷對這些預測進行檢驗。

創世說者也可能通過其他方式來反駁進化論。如果能夠找到資料證明哪怕僅僅一種復雜的生命形式是從無生命物質中自發產生的，那麼我們至少在化石中看到的幾種生物可能是通過這種方式進化而來的。如果曾有超級智能外星人出現並創造了地球上的生命(甚至創造了特定的物種)，那麼純粹進化論的解釋將遭受懷疑。但是迄今沒人提出這類證據。

應該指出，把可偽證性當作界定科學的特性這一觀點是哲學家 Karl Popper在 20世紀 30年代提出來的。因為他的思想准則中狹隘的解釋將很多貨真價實的科學研究分支排除在外，直到最近一些年來，他的思想觀點才逐漸被廣義化了。

4. 科學家越來越懷疑進化的真實性。

沒有證據表明進化論的支持者在逐漸減少。隨便翻開任何一期生物學的專業雜志，你都會找到支持並發展進化論研究或者贊同進化是一種根本的科學概念的文章。

與創世說的觀點相反，嚴肅的科學雜志更沒有否定進化的報導。上世紀 90年代中期，美國華盛頓大學的 George W. Gilchrist 調查了列入原始文獻的數千種期刊，想要找到關於「神力設計」或創世說的文章。他查遍了數十萬個的科學報告，也沒有發現一篇關於創世說的報告。過去兩年中，由東南路易斯大學的 Barbara Forrest和凱斯西部保留地大學的 Lawrence M. Krauss分別獨立進行了同樣的調查，結果也是無功而返。

創世說者則反唇相譏，聲稱思想封閉、頑固排外的科學界拒不接受他們的證據。然而，據《Nature》、《Science》及其他重要雜志的編輯們講，他們幾乎沒有見過有關反對進化論的投稿。有些反對進化論的作者曾在嚴肅的科學雜志上發表過論文。但這些論文極少直接攻擊進化論，也從不旗幟鮮明地舉出創世說的論點。它們最多不過是指出進化論存在某些未解決的問題(這一點並沒有人反對)。簡而言之，創世說者拿不出充足的理由使科學界能夠認真地對待他們的說法。

5. 連進化生物學家彼此間都存在各種分歧，這說明進化論所依據的科學基礎根本不牢靠。

進化生物學家激烈爭論的焦點是各種各樣的。例如，物種是如何形成的、進化的快慢、鳥類和恐龍的祖先是否有血緣關系，尼安德特人是否是不同於現代人的獨立物種等各種問題。任何一門學科都難免會存在這樣那樣的爭論，進化論自然也不例外。但是，生物學界仍然一致接受進化論，把進化作為生物界中存在的真實事情和一項指導原則。

遺憾的是，虛偽的創世說者總是斷章取義地引用科學家的話以誇大並曲解他們之間的分歧。任何一位熟悉哈佛大學古生物學家 Stephen Jay Gould著作的人都知道，Gould除了是「間斷平衡模型」(punctuated equilibrium model)的創立人之一外，還是進化論最積極的捍衛者和宣傳者。(間斷平衡模型認為，大多數進化都是在地質史上相對短暫的時期內發生的，這樣就可以解釋我們在化石記錄中所觀察到的現象。不過，地質史上的短暫時期可能也有數百代之久。)然而，創世說者卻總是不遺餘力地從 Gould豐富的著作中斷章取義，使人們以為 Gould曾對進化論表示過懷疑。更有甚者將間斷平衡的理論歪曲理解，彷彿間斷平衡會使新物種在一夜之間就脫穎而出，或者使鳥類從爬行動物的卵中產生出來。

如果讀者碰到引用科學權威人士的話語對進化論提出質疑時，一定要結合上下文來看看這段話究竟是甚麼意思。可以肯定，所謂科學家對進化論的攻擊最終被證明是憑空捏造的。

6. 如果人類從猴子演變而來的，那麼為何現在還有猴子？

這種論據司空見慣，反映出提問者對進化論不同程度的無知。第一個錯誤是進化論並沒有告訴我們人是猴子變來的；它只是說人和猴子的祖先相同。

此論據所犯的更深層次錯誤與下面這種問法如出一轍：「如果小孩是成年人生的，那為什麼還有成年人？」新物種是通過從現有物種中分化出來而實現進化的；當某些生物種群與其家族的主要分支隔離開來，並得到充分的變異而使其永遠成為一個與原來物種明顯不同的新物種時，這種分化就產生了。作為母體的物種此後可能無限期地生存下去，當然也可能走向滅絕。

7. 進化論無法解釋生命最初是如何在地球上出現的。

生命的起源在很大程度上仍是一個不解之謎，但是生物化學家已經弄清楚原始核酸、氨基酸及構成生命的其他各種基本元素是如何形成並實現自我復制的，從而奠定了細胞生化過程的基礎。天體化學分析表明，這類化合物最初可能大量地在太空中形成，然後隨彗星來到地球上。這一理論或許可以解釋，在地球年輕時的各種條件下，這些生命組成要素是如何出現的。

創世說者有時抓住科學家當前暫時無法解釋生命的起源這一點大作文章，試圖以此全盤否定進化。其實，即使地球上的生命真的通過進化以外的途徑誕生的(如外星人在數十億年前將首批細胞帶到了地球上)，不計其數的微觀進化與宏觀進化研究有力地證明了生命的進化是一個確鑿的事實。

8. 數學的分析表明，像蛋白質這樣復雜的東西隨機產生是不可思議的，更不用說活細胞乃至人類。

機遇在進化中起著一定的作用(例如通過隨機突變而使物種獲得新的特性)，但進化過程並不是靠運氣來產生有機物、蛋白質或其他生命實體的。恰恰相反，自由選擇(應為人知的主要進化機制)通過保留「有益的」(適應性)特徵並淘汰「無益的」(非適應性)特徵而實現非隨機的變化。只要選擇的力度保持穩定，自然選擇就可以推動進化朝著一個方向前進，在出人意料的短期內產生出復雜的結構。

我們用這樣的類比打個比方，將「TOBEORNOTTOBE」這 13個字母組成的序列拿來考慮。假定有 100萬只猴子在鍵盤上胡敲亂按，每隻猴子每秒鍾打出一個像上述序列那樣長的字母序，那麼它們需要敲擊 7.88萬年才可能從 2613 種長度一樣的序列中敲出上面那個字母序列。然而，到了 80年代，美國格倫代爾學院的 Richard Hardison編寫了一個能隨機生成短語的計算機程序，此程序的特點是，如果單個字母恰好位於在短語的既定位置上，那麼該字母就在這一位置上保持下去(實際上也就是選擇更接近於哈姆雷特所說的那句話的短語)。該程序平均只需重復 336次，就能再次產生那句短語，所花時間不到 90秒。更令人稱奇的是，該程序甚至可在 4天半的時間里就將莎士比亞的整部劇作重組一遍。

9. 熱力學第二定律認為，隨著時間的推移，系統必定朝著越來越無序的方向發展。因此，活細胞不可能從無生命的化學物質中進化出來，而多細胞生物也不可能從原生動物進化而來。

這種說法錯在誤解了熱力學的第二定律。如果這種說法站得住腳的話，那麼礦物晶體和雪花應該也屬於不可能成形的物質，因為它們同樣是從無序的組分中形成的復雜結構。

熱力學第二定律實際上是說，一個封閉系統(即不與外界發生能量和物質交換的系統)的總熵不會隨著時間的推移遞減。熵是一個物理學概念，常常被說成是「無序」。然而這個術語與慣用的詞還是有很大的差別。

更重要的是，熱力學第二定律允許一個系統的某部分的熵減少，只要該系統其他部分的熵有相應的增加。因此，我們的地球作為一個整體可能會變得愈加復雜，因為太陽不斷把熱和光散射到地球上，而太陽內部熱核反應所導致的熵增大足以抵消散射到地球的熵。簡單的有機體可以通過耗用其他的生命形式以及非生命物質而朝著越來越復雜的方向發展。

10. 突變對於進化理論來說必不可少。但是突變只能消除特性，而不能產生新的特性。

恰恰相反，生物學資料已經證明，許多特性是通過點突變(point mutation)產生的(所謂點突變就是在一種有機體的 DNA中確切的位置上出現的變化)。細菌對抗生素的耐受性便是一個很好的例子。

動物體內調節發育的同源盒結構基因(homeobox)的突變也可以產生復雜的效應。Hox基因決定腿、翼、觸角以及軀體的各部分應該在何處長出來。例如，果蠅的觸角足突變(Antennapedia)使在本該長觸角的地方長出了腿。這些異常的肢體不起甚麼作用，但是它們的存在證明了遺傳基因出現了錯誤，可以產生復雜的結構，而自然選擇可以藉此對這些結構進行試驗，看其是否有用。

此外，分子生物學研究已經發現了一些比點突變更高級的遺傳變化機制，這些機制擴大了物種新特性出現的途徑。基因內的功能分子可以通過各種新穎的方式拼接在一起。整個的基因也可能意外地在一種有機物的 DNA內被復制，而復制的基因則可以突變成新的具有復雜特性的基因。對多種有機物的 DNA所作的比較表明，血液中的珠蛋白就是以這種方式在數百萬年中進化的。

11. 自然選擇或許能解釋微觀進化，但它無法解釋新物種的起源和生命的高級運轉規則。

進化生物學家對於自然選擇如何產生新物種已經作過廣泛的論述。例如，哈佛大學的 Ernst Mayr建立了一個名為「不重疊分布區」(allopatry)的模型。該模型認為，如果通過地理邊界把某一群體的有機物同其餘群體隔絕開來，那麼它就可能面臨不同的選擇壓力。被隔絕的群體內將逐漸積累起變異的因素。等到這些變異因素積累到相當顯著的地步，以致這個分化出來的群體不可能(或者通常情況下不會)同原始的種群交配而繁殖後代時，該群體就會獨立地進行繁殖，並沿著這條道路發展下去直至最終變成一個新物種。

自然選擇是研究得最為詳盡的一種進化機制，但是生物學家也同時考慮了其他各種可能的進化機制。生物學家一直在評估引起物種形成或產生有機物復雜特性的若干不尋常遺傳機制的潛力。美國阿默斯特馬薩諸塞大學的 Lynn Margulis及其他研究人員令人信服地證明了某些細胞器(如產生能源的線粒體)是通過古代有機體的共生融合而進化來的。因此，關於進化可能是由自然選擇以外的其他力量所引起的研究，科學界表示歡迎。但是這些力量必須源於自然界，而不能歸功於神秘莫測的創世天使的神力作用，因為這類作用的存在根據沒有得到科學的證明。

12. 沒有任何人看到過新物種的進化過程。

物種形成可能是相當罕見的，在某些情況下可能要花費若干世紀的時間。此外，識別一個處於形成階段的新物種可能比較困難，因為生物學家對於如何界定新物種的概念有時持不同看法。目前應用最廣泛的定義是 Mayr 提出的「生物物種概念」(Biological Special Concept)。該定律認為，某一物種是由若干獨立繁殖的群體構成的一個確定種群，也就是通常不會或不能在其種群以外進行繁殖的若干種有機體。實際上，這一定義可能很難用於因相距遙遠或地域不同而彼此隔離的有機體，也很難用於植物(更不用說無法繁殖的化石)。因此生物學家通常將有機物的實體和行為特性作為其物種歸屬的線索。

但是，科學文獻中的確存在有關植物、昆蟲及蠕蟲的物種形成報告。在多數這類試驗中，研究人員把有機體置於各種各樣的選擇條件下(以解剖差異、交配行為、棲居地喜好以及其他物種特性為選擇對象)，並發現由此而生成了一些不與外界異族物種進行繁殖的有機體種群。例如，新墨西哥大學的 William R. Rice和加利福尼亞大學戴維斯分校的 George W. Salt證明，如果他們根據果蠅對某種環境的喜好特性來選擇一組果蠅，並將其單獨隔離開來繁殖 35代以上，最終所得的結果是，被隔離的果蠅將拒絕與來自環境完全不同的果蠅交配。

13. 進化論者拿不出任何化石證據證明有過渡動物(如半是爬蟲半是鳥的動物)出現過。

其實，古生物學家早就知曉有關中間化石(即外形介於各種不同的分類群體之間物種的化石)的許多詳盡實例。最有名的化石之一是始祖鳥化石(Archaeopteryx)，它既具有鳥類特有的羽毛特徵，又具有類似恐龍的骨骼結構特徵。研究人員還發現了大量其他有羽毛的動物化石，它們與鳥化石相似的程度，參差不齊。一系列屆的化石完整地描述了現代馬從小型始祖馬(Eohippus)開始的進化過程。鯨的祖先是在陸地上爬行的四肢動物，而在它們之間的過渡動物則是名為 Ambulocetus和 Rodhocetus的兩種兩棲動物[參看本刊 2002年第 8期 Kata Wong所著的「征服海洋的哺乳動物」一文]。海洋貝殼的化石重現了各種軟體動物在千百萬年間的進化歷程。大約二十多種人科動物(它們並非都是人類的祖先)填補了南方古猿露西(Lucy the australopithecine)和現代人之間的空白。

但創世說者卻對這些化石研究成果視而不見。他們聲稱，始祖鳥並不是爬行動物和鳥類之間的過渡物種，只不過是一種已經滅絕的鳥類，具有某些爬行動物的特徵罷了。創世說者希望進化論者拿出一種匪夷所思、異想天開的怪物，它不能歸入到已知的任何一類種群中。即使創世說者承認某一化石是兩類物種之間的過渡生物，他們可能還堅持非要看到該化石與後兩類物種之間的其他中間化石不可。這類令人惱火的要求可以一個接一個無休止地提出來，而化石記錄始終是不完整的，根本不可能滿足這樣的無理要求。

不過，進化說者可以從分子生物學獲得進一步的有力證據。所有有機體都擁有絕大部分的相同基因，但進化論者預見，這些基因的結構及其產物將根據各物種之間的進化關系而分異。遺傳學家所說的「分子時鍾」將記錄這一時間進程。這些分子數據也顯示了各種不同的有機體在進化過程中的過渡關系。

14. 生物在解剖層次、細胞層次和分子層次上均有令人驚異的復雜結構特徵；其復雜性哪怕是只差一點點，它們也將無法正常發揮其功能，對此唯一可能的結論就是，生物是神力設計而非進化的產物。

這種所謂的「設計論據」構成了最近抨擊進化論的核心說法，而且也是創世說者最早使用的論據之一。1802年，神學家 William Paley撰文說，如果某人在地里撿到一塊表，那麼最合乎情理的推論應該是這塊表是有人掉在地里的，而不是靠自然力量形成的。Paley聲稱，由此推知，生物的復雜結構必定也是直接的神力所為。達爾文寫了《物種起源》一書來反駁 Paley。該書闡述了作用於遺傳特徵的自然選擇力量如何逐步地完善復雜的有機體結構的進化過程。

一化又一代的創世說者以眼睛是一種可能靠進化而形成的結構來試圖駁倒達爾文的觀點。他們認為，眼睛之所以能產生視覺，全憑其各組成部分之間天衣無縫的組合。因此自然選擇不可能傾向於眼睛進化過程中所需要的過渡結構(試問半隻眼睛有甚麼用呢？)。達爾文似乎對創世說者的這種詰難有先見之明，他指出，即使是「不完整」的眼睛也可能有它的好處(如幫助動物轉向有光的方向)，因此可以被遺傳下來以待進化過程對其作出進一步的改良。生物學證實了達爾文的分析：研究人員在整個動物王國中都可鑒定出原始的眼睛和感光器官，甚至還通過比較遺傳學研究勾畫出了眼的進化史。(現在看來，在不同的有機體家族中，眼睛是獨立進化的。)

如今鼓吹神力設計的人比其老前輩更加老練，但其論據和目標仍是萬變不離其宗。為了駁倒進化論，他們企圖證明進化論不可能解釋我們所知道的生命，進而堅持認為，唯一站得住腳的替代理論就是，生命是靠一種高深莫測的神力創造出來的。

15. 新近的發現證明，即使在微觀層次上，生命也具有某種不可能通過進化產生的復雜性。

「不可簡化的復雜性」是《達爾文的黑盒子：進化論面臨的生化挑戰》一書的作者，列哈依大學的 Michael J. Behe提出的口號。Behe以捕鼠夾作為「不可簡化的復雜性」的一個通俗例子。捕鼠夾這種器具的特點是，只要有任何零件丟失，它便不起任何作用，而且它的各個零件只有作為一個整體的組成部分才有價值。Behe宣稱，如果說捕鼠夾如此，那麼細菌的鞭毛就更是如此(鞭毛是一種起推進作用的鞭狀細胞器，其功能猶如船舶的舷外發動機)。構成鞭毛的蛋白質如鬼斧神工般巧妙地排列成發動機的部件、方向舵以及工程師可能要求採用的其他種種結構。Behe聲稱，這樣復雜巧妙的布局通過進化上的改良而設計出來的可能性實際上等於零，因此證明了它只能是神力表演的絕技。他對於凝血機制以及其他分子系統也表述了類似的觀點。

然而進化生物學家已經反駁了這類看法。首先，有些鞭毛的構形比 Behe所提到的鞭毛簡單，因此一種鞭毛並不一定需要上述所有組成部分均齊備才能發揮作用。Behe所提到的鞭毛其較高級的組成部分全都可以在自然界的其他地方找到先例，布朗大學的 Kenneth R. Miller及其他研究人員對此已有論述。實際上，整個鞭毛系統與一種名為 Yersinia pestis的細胞器極其相似(鼠疫細菌利用這種細胞器將毒素注射進細胞中)。

關鍵在於，盡管 Behe聲稱鞭毛的各組成系統除了用於推進作用以外沒有其他任何價值，但實際上這些系統可能具有多種功能，從而有利於鞭毛的進化。因此鞭毛的最終進化過程可能僅僅是通過某種新穎的方式把原先為其他用途進化出來的復雜組成部分重新組合起來。加利福尼亞大學聖迭戈分校的 Russell F. Doolittle所做的研究表明，凝血系統看來是通過改良並完善了最初用於消化的蛋白質而進化的，這與鞭毛的進化有異曲同工之妙。所以，Behe用來作為神力設計證據的「不可簡化的復雜性」並非真的不可簡化。

另一類復雜性—所謂「特定復雜性」(specified complexity)—是貝樂大學的 William A. Dembski在其著作《設計推理》和《沒有免費的午餐》中提出的神力設計論據的核心。他的論據實質上是說，生物的復雜性是任何盲目的、隨機的過程永遠無法產生的。Dembski聲稱，唯一合乎邏輯的結論是某位超人的神靈創造了生命並左右其發展，這一說法與 Paley 200年前的論斷如出一轍。

Dembski的論據有若干漏洞。他暗示對生物進化的解釋只是隨機產生或神靈設計，這是不正確的。在聖菲研究所和其他地方研究非線性系統與元胞自動機(cellularautomata)的研究人員已經證明，簡單的無向過程能夠產生極其復雜的模式。因此，有機體中所呈現的某些復雜性從一定程度上講，可能是通過我們幾乎還不了解的自然現象產生的。然而這完全不等於說生物的復雜性不可能自然地產生。

結論—不科學的創世說

「創世科學」的提法本身就是自相矛盾。現代科學的核心原則就是方法論的自然主義，即力求通過觀測到的或可檢驗的自然機制來解釋宇宙。物理學用支配物質與能量的特定概念來描述原子核，並通過實驗對這些描述進行檢驗。只有當實驗數據顯示先前的描述不足以解釋觀測到的現象時，物理學家才會引入新的粒子(如誇克)來豐富其理論。而且，這些新粒子的特性並不能隨便定義(新粒子的界定受到嚴格的約束，因為它們必須能納入到現有的物理學框架中)。

相反，鼓吹神力設計的理論家則搬出各種虛幻莫測的東西，並隨意賦予它們以不受約束的各種能力—總之是，怎樣能解答當前的問題就怎樣說。這樣的答案非但不能促進科學探索，反而會阻擋科學探索的道路(如，如何否定萬能神靈的存在？)。

神力設計說不能解決任何問題。例如，具有設計能力的神靈是何時介入生命史的？又是怎樣介入的？是通過創造第一個 DNA，第一個細胞，還是第一個人？每一物種都是神力設計的嗎？抑或只有少數早期物種是神力設計的？鼓吹神力設計說的人常常迴避這些問題。他們關於神力設計的說法常常是五花八門，迥然不同，他們也甚至懶得去互相溝通一下以自圓其說。他們採用排除法來進行論證，也就是極力貶低進化論的解釋，將其斥為牽強附會或不完整的理論，從而間示只有以神力設計為基礎的替代理論者是站得住腳的。

從邏輯上講，設計說的鼓吹者完全是在誤導人：即使某種自然主義的解釋有問題，也並不意味著所有這類解釋都應該一棍子打死。此外，他們的論述也沒有使任意一種神力設計說顯得比另一種更合理，實際上就是讓聽眾們自己去作判斷，而某些聽眾在進行這類判斷時無疑會用宗教信仰去取代科學概念。

科學研究一次又一次地證明方法論的自然主義可以克服無知，為那些一度看來深不可測的難解之謎找到越來越詳盡、合理的答案。有關光的本性、疾病的起源以及腦的機理等問題均是如此。現在進化論正在為破解生命如何形成和發展之謎做著同樣的工作。創世說無論以何種名義作掩飾，都不會為這方面的科學研究增添絲毫有價值的東西。

⑻ 地理系統

（1）地理系統是一個開放系統

地理科學研究地理系統的模型有孤立系統、封閉系統、開放系統三類。相比之下開放的地理系統具有「活」性，更具有普遍意義。開放性是地理系統的首要特性，耗散結構理論引入「地理熵」（geography entropy）剖析地理系統的這一特性。假定地理系統各要素間有n種組合，第i種組合的概率為P_i，則地理熵S定義為：

。式中K為波爾茲曼常數。如果地理系統內各要素有組合的最大任意性，則每種組合的概率相等，P_i＝1/n，地理熵取最大值，這時地理系統最無序，最對稱；若組合有最小任意性，則地理熵取最小值，地理系統最有序。然而，真實的地理系統熵值並非定取最大或最小值，而是表現出極為復雜的總熵變dS＝diS＋deS。式中diS表示地理系統的熵產生，diS＞0，deS表示地理系統與外界交換能量物質和信息引起的熵流，其值可正可負。當deS＜0，且∣deS∣＞diS時，dS＜0，只要系統的負熵流逐漸增加，總熵變就逐漸減少，地理系統就會逐漸地由無序轉向有序。可見，地理系統耗散結構的形成及進化過程正是靠因開放而不斷地向其內輸入低熵能量物質和信息，產生負熵流而得以維持。這里低熵能量物質和信息的傳輸和流轉藉助「麥克斯韋爾」（Maxwell demon）來調控和獲得。只要留神便可注意到，地理系統中無論是非生物過程，還是生物過程，都疊加著人文過程，立即就可發現地理系統諸因素中的人是調控功能最強的「麥克斯韋爾」。人具有識別和獲取食物、燃料、礦物等低熵物質和各種低熵信息、並將其集中形成更有序、熵更低的地理系統的能力，人通過社會生產和消費，從地理系統內獲得大量「積蓄」（資源和能源等），又不斷向其中輸入更多的低熵能量、物質和信息，促使系統耗散結構的形成，促使低級階段的耗散結構進化成為高級階段的耗散結構。具體到地理系統的城市進化過程，處於適應的區位、內部結構合理且自組織能力強的城市，在「麥克斯韋爾」的作用下，不斷地從周圍地區吸收負熵流（人才、資金、技術、信息、能源、物資等）增加自身的有序性（良好的城市生態、合理的功能分區、優異的生產能力、健全的行政機構與管理、先進的科學技術與教育、和諧的社會生活等）促使城市不斷向更高級方向進化及城市經濟的繁榮。不難看出，從開放系統到形成「麥克斯韋爾」，再由「麥克斯韋爾」來調控，這或許正是開放的地理系統的總體「發展戰略」。地理系統的熵變，創造了一個自然、資源、人口、經濟與環境諸要素間相互依存、相互作用、復雜有序的巨系統，人只有順應地理系統進化發展的規律，順應地理系統的熵變規律，穩妥把握地理系統開放的適度，才能成功地調控地理系統，並成為地理系統的真正主人。

（2）地理系統是一個非平衡系統

在地理系統中，耗散結構的所謂地理時空有序，就是地理時空對稱的破缺，所謂地理組織和結構性的產生，實質上是地理對稱性減少。完全的地理系統就意味著沒有任何地理秩序，沒有任何地理結構和信息，這正是孤立的地理系統處在平衡態的特點。開放的地理系統則越出地理平衡區到達非平衡態的區域，向有序、復雜、高級的進化正是地理對稱性的破缺（包括地理時空、結構和功能對稱性的破缺），系統不斷地通過引入外界的負熵流，抵消系統本身的熵產生，維持對稱性破缺後形成的動態有序結構的相對穩定性；不斷地進行「新陳代謝」、「加強營養」，而不至於因返回地理平衡態而瞬息窒死。

按耗散結構理論，地理系統遠離平衡態是由於系統內部存在的各種「地理梯度」產生「地理梯度力」（簡稱地理力），導致了「地理流」的出現。地理流

與地理力

有如下正相關關系，

。式中L_ki是由於

和

決定的比例系數，由公式可看出，地理力越大，產生的地理流越多，輸入到系統內的負熵越多，系統越遠離平衡態，因而越有序。但是熱力學中的最小熵產生原理不能保證地理系統在平衡區、非平衡線性區發生自組織產生新的有序結構，還必須引出里昂倒易關系和局域平衡假設的概念作理論基礎。這個假說指出，地理系統從整體上看是非平衡的，但可採用一定的方式把系統分為無數個宏觀上足夠小、微觀上足夠大的均勻平衡單元，這正如一條曲線化為無數段短直線、一個圓化為無限個邊的正多邊形一樣。據此引入「局域地理熵」研究地理系統的非平衡態。局域地理的熵產生為局域地理與地理力積之和，即：

。

由於熵是一個廣延量，對單個的局部熵求和即可得到整個地理系統的總熵產生。運用這種化整為零和集零為整的方法，注意到平衡與非平衡態、非平衡線性區與非線性區矛盾的轉化，即可保證地理系統在非平衡態達到有序結構。

總之，地理系統內地理力的存在，就意味著「非平衡」，地理系統維持著這種促使其有序的非平衡，並在不斷打破內部各自「平衡」的基礎上創造新的非平衡。從系統進化的定義看，平衡就是地理系統中每一個要素在系統內部的地位、作用、性質和功能上都沒有多少差異，耗散結構使地理系統內部的各個要素「高度分工協作」，要素間的對稱性不復存在，要素對系統的責任更明顯，各要素間的關系更密切，各要素功能於系統的整體功能大大強化。

（3）地理系統是要素間有非線性相互作用的系統

地理系統是由各個組成要素或各個組成部分相互作用，並具有一定結構，能完成一定功能的整體。地理系統是一個等級系列，其要素就是指氣候、地貌、水文、土壤、植被、動物以及人類活動等單項的「條條」要素。這些「條條」要素本身就可以成為地理系統的子系統。

地理系統是一個具有整體性和倏忽性等重要特性的復雜系統，因此在地理系統中，作為輸出能量物質的「營養源」的自然地理系統和作為輸入營養的「營養匯」的人文地理系統之間相互促進又相互制約，彼此間存在著極復雜的非線性相互作用（反饋、自催化、自組織、自我復制等），同時自然、人文地理系統內部的各要素間的非線性聯系更為密切。這種非線性相互作用使無數個地理要素的微觀行為得到「協同」和「合作」，產生出宏觀的「序」，其結果形成了錯綜復雜的層次結構系統，如農業與氣象氣候、礦產資源與採掘工業、人口與生產和生活資料等，各個自然要素、人文要素、非線性子關系、子層次的有機集合組成了地理系統的結構和功能。其結構和功能的性質取決於人文地理系統開發利用方向與自然地理系統所提供的物質、能量的潛在利用方向之間的非線性協同關系，若二者不存在重大偏離，則協同效應顯著，協同系數大時，地理系統視為耗散結構，否則為非耗散結構。良性的耗散結構具有極強的協同力（自調節能力和抗干擾能力），系統功能的發揮利用耗散結構的進一步良化，其結果降低了系統的熵值，鞏固和革新了地理系統的耗散結構。惡性的非耗散結構則使系統的不穩定性增大，熵值升高，結構遏制功能的良好發揮，功能的反作用進一步惡化結構，其結果只能加速地理系統耗散結構的消亡。

地理系統內自然和人文地理要素的協同和合作具有異常巨大的良化能力。如果系統內某一地理要素發生擾動（這一擾動可由人類有目的地誘發，也可由人類盲目開發或其他原因引起），引起關聯因子的擾動，而要素群體的共同擾動產生比線性疊加遠為巨大的協同效應，從而使地理系統產生各子系統前所未有的有序結構和「特異」功能。地理要素的擾動改變了地理系統差異的內容，變更了地理系統演變的軌跡，良化了系統的結構與功能。但擾動在產生協同效應的同時，同樣會產生消極效應破壞有序結構，惡化系統功能。由此可見，人類在對地理要素有目的的誘發產生擾動的同時，盡可能地控制擾動幅度和方向，方可更有效地發揮要素間非線性相互作用產生的協同效應對地理系統結構與功能的異常巨大的良化能力。

（4）地理系統是一個動態漲落系統

地理系統的時間組織性決定了地理系統是一個演變的動態系統，其演變的重要機制是偶然性的隨機漲落，它的產生與放大取決於系統熵的二階超量的貢獻，即系統的超熵產生：

。式中δ²S可看作是描寫地理系統微分方程的李雅普諾夫函數。由局域平衡，假設恆有δ²S≤0，當系統處於近平衡態時，

，這時地理系統處於漸近穩定態。當系統處於遠離平衡態時，δ_xp可正可負。如果

，則地理系統處於漸近穩定態，系統內部產生的微不足道的漲落不可能放大，因而對系統的演化無甚作用；如果

，地理系統處於臨界穩定態；如果

，則地理系統處於不穩定態，系統內部產生的微漲落通過相干效應迅速放大成宏觀整體上的「巨漲落」，並得以穩定，系統由一種不穩定的定態躍變為另一種新的有序態，出現耗散結構分支。可見，在系統處於遠離平衡時，δ²S可看作是一個李雅普諾夫函數，它對時間的全導數

成了遠離平衡的地理系統穩定性的重要判據，稱一般熱力學穩定性判據。

與此同時，由於地理系統具有等級性和包容性的特點，一個有限大小的基本地理系統的環境要素總處在不停地隨機變動之中，從而形成對基本地理系統宏觀狀態的各種隨機擾動，即地理系統的「外部漲落」或「外部雜訊」。地理系統的內漲落與外漲落互相疊加、同步和共振，造成系統漲落特性的復雜性，構成了其本身形成耗散結構的觸發機制和破舊立新達到有序結構的先行官，進而加劇了地理系統演化規律的復雜性。

1）眾多漲落的並存，決定了地理系統進化是個由環境選擇的過程。對於在具體時空條件下的地理系統進化來說，地理系統耗散結構的形成，並非由舊狀態中的任何一個漲落放大而來。實際上能成為一次具體進化內部根據的，只是眾多漲落中某一個或很少的幾個，其餘的只能被淘汰。具體哪個漲落被放大或淘汰，歸根到底由環境選擇決定。環境在眾多同時並存的漲落中選擇某一個或少數幾個與自身產生的「外漲落」步調一致的漲落，將其放大並穩定下來形成新的有序結構，即耗散結構，從而決定了地理系統進化的實際方向。

2）漲落形成過程的隨機性，決定了地理系統進化方向的偶然性。由於地理系統內每一個子系統或每一個要素的運動本質上都是隨機的，不可能從原則上完全預言。在某一特定的時刻，系統在所有形成的數目驚人的漲落類型中，實際上恰好形成這種或那種特定類型的漲落只具有概率的確定性，這就決定了地理系統演化的方向不可能純屬必然，而是帶有偶然性。正如普利高津指出的「系統進化的最終狀態決定於微小漲落產生的幾率，在這種意義上，演變變成為一個隨機的過程了」。

3）幾個漲落的合作與競爭，導致了地理系統進化過程的復雜性。對於地理系統的進化來說，能夠被放大的漲落往往不是一個，而是一個以上。在這種情況下，系統進化最終出現哪一種特定的有序結構，由這幾個漲落間的合作和競爭結果決定。在合作與競爭過程中，隨著某一參量達到新的臨界值，合作的基礎不復存在，競爭機制不斷加強，具有旺盛生命力和遠大發展前途的漲落在競爭中獲勝，單獨主宰整個系統的有序結構。這無疑加大了地理系統進化的復雜性。