金观涛 华国凡：万物皆变，本质为何不变？｜双体实验室

大家好，我是船长。

在瞬息万变的世界中，我们常常习惯于追问“事物为何变化”，却很少思考一个更为根本的问题：事物为何能够保持其确定的性质？一块木头为何始终坚硬？一杯水为何始终是水？我们身处的这个世界，如果没有某种内在的“定力”，恐怕早已在干扰与冲击中分崩离析。而这“定力”，正是我们今天要探讨的主题——质的稳定性。

金观涛老师与华国凡老师从系统科学的角度深入剖析了“质的稳定性”这一核心概念。任何物质都处于内外环境的持续干扰中，但为何它们没有因此瓦解？关键在于，物质所表现出的确定性质，实际上是其稳态结构所决定的。文章系统阐述了三种不同类型的稳定性，层层递进，引人深思。

抗干扰的稳定性、回归稳态的能力、系统自发趋向稳定的趋势这三种稳定性共同构成了事物“之所以是它自己”的底层逻辑。没有稳定性，就没有可识别的物质，没有可重复的规律，也没有可延续的文明。

在当今这个充满不确定性的时代，重读这篇关于“稳定性”的文章，具有特别的现实意义。无论是个人面对生活的波动，组织应对市场的变迁，还是社会在技术冲击下的调适，我们都需要理解：稳定不是静止，而是一种在动态中保持本质的能力。这篇文章不仅为我们提供了一种理解世界的方式，更启示我们如何在变化中寻找不变，在干扰中建立秩序，在流动中锚定价值。

图 ： 霍贝玛 《米德尔哈尼斯的林荫道》

万物皆变，本质为何不变？

文/金观涛 [美]华国凡

稳态：万物存在的根基

为了研究质变的方式，我们首先必须解决一个问题，这就是为什么物质会具有某一种确定的性质。对此，或许哲学家会认为不成问题，因为物质总是具有一定的属性。

但是对于科学家，这个问题常常引起他们的深思。为什么这块木头有固定的物理性质？为什么这杯水有固定的化学性质？科学家发现，任何物质都处于内外环境密不可分的作用之中，任何物质都会受到来自内部和外部不可排除的干扰。

木块受到内外应力的复杂干扰，为什么没有在压力的作用下变成碎片呢？水分子由两个氢原子和一个氧原子组成，氢原子和氧原子不断受到内在电子运动和外来分子的干扰，这些干扰使氢氧原子处于不断振动之中。为什么这种振动没有动摇水分子的结构，使氢原子、氧原子飞散开去呢？就拿原子本身而言，它也处于内部基本粒子运动和外部场的不断干扰之中，为什么原子没有瓦解呢？

图 ：水分子的结构示意图

实际上，任何一种物质都是一个系统，系统的可能结构有很多，它的结构在内外干扰作用下不断发生这样的形变。在干扰存在的条件下，只有稳态结构才能存在，因此，事物表现出的性质一般都是某一种稳态结构所具备的质。

换言之，对于事物质的规定，干扰像海浪一样包围着它，冲击着它。在干扰的冲击之下，物质要具有某一种确定的性质，无论是几何形状、物理性质或化学性质，都不能是任意的。这种性质必须具有稳定性，要满足稳定性必备的条件。

也就是说，系统表现出的确定性质必须是系统稳态结构所决定的性质。关于稳态结构，我们在前一章已有很多描述。但前文仅仅从系统各部分互相作用来把握稳态结构。

现在我们把稳态结构和系统的某一种质的规定性联合起来考察，将由稳态结构决定的性质称为事物质的“稳定性”。初看起来，质的稳定性似乎就是一种不变的性质，其实问题要复杂得多，在控制论中，它有着深刻而严格的含义。

稳态：世界的三重基石

从稳态结构角度分析，质的稳定性大致包括了这样几类含义。

第一类质的稳定性的含义是，当事物受到一个比较大的干扰时，事物质的规定性也即状态发生的变化很小。乌龟的盔甲、蜗牛的壳，以及人类的房子都具有这种稳定作用，它们使外界温度的、机械的以及各种其他变化不致对内环境发生显著的影响。

化学中常用的缓冲溶液也具有这种性质。比如我们配成缓冲溶液，它的pH值为4.74。当溶液受到较大的干扰，如加入一定量的酸和碱时，pH值的变化不大。这种性质非常宝贵，我们知道，许多化学反应需要在较稳定的酸碱度条件下进行，用这种方法配制的缓冲溶液，提供了一个稳定的酸碱环境。这里pH值4.74被称为这个缓冲溶液的稳定态。

图 ：化学试 剂与 pH值

第二类稳定性的含义是指事物处于这样一种性质或这样一个状态：如果我们给事物一个干扰，使事物偏离这一状态，事物能以某种方式自动地回到原来那个状态去。不倒翁的直立是一个稳定态，无论干扰使它的角度发生怎样的偏离，只要干扰一消失，它又会自动回到直立状态。

事物一旦偏离某一状态，再也回不去了，就叫不稳定。我们常说“危如累卵”，把鸡蛋一个个叠起来，那可是太不稳定了。只要稍有点干扰，比如一丝微风，走路时地板的振动，都会使鸡蛋摔下来。而鸡蛋一旦摔下来，它们不会自动地叠在一起，所以“累卵”是一个不稳定态。

第三类稳定性似乎具有更广义的含义，它指事物自动发生或容易发生的总趋势。如果一个事物能自动发生趋向某一状态的变化，那么我们就说这一状态比原来的状态更稳定。这在系统的研究中特别重要。我们前面讲过的自组织系统，在这个意义上就是在自动趋向稳态。

图 ： 约翰·康斯泰勃尔《干草车》

不管对质的稳定性的定义如何，它都是指在内外干扰下事物保持自身某一状态不变的能力，它的意义对我们的研究极为重要。

我们这个世界是现在这个世界，各种事物能存在并进行有规律的运动，都离不开稳定性。经济发展需要有稳定的货币。生物的生存需要有稳定的内环境。任何一种语言的词汇实际总是稳定在一定的数量极上，太少了不能表达思想，太多了无法掌握。

任何物理规律都具有稳定性，这是近代科学的信条。一个微分方程如果不是稳定的，就不能代表物理规律。事物内在的联系如果没有稳定性，那么这种联系既发现不了，也不会对事物的发展起支配作用。

本文系摘选自《控制论与科学方法论》一书第四章节第3节。为便于阅读，部分段落做了拆分和删减，推文标题为编者所拟，学术讨论请以原文为准。文中部分配图来源于网络，如有侵权请联系公众号后台删除。

内容编校：颖睿

编发 审定：船长

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