文理会通研究：
谈谈自然科学和社会科学的“大交叉”（下）
郝柏林（复旦大学理论生命科学研究中心，上海，200433；中国科学院理论物理 研究所，北京，100080）
六、临界现象和自组织临界现象：
突变是一种临界现象，它发生在某一个参数缓慢变化达到特定值的时刻。突变前后系统的状态有质的差异，会出现或消失某些对称和有序。这里考虑出现新的有序状态的情形。刻画新的有序或对称状态的一个或一组参数称为序参数。序参数从旧状态中的零值，连续变化或跃变到新状态中的非零值．这种变化情形最为有趣。任意小的非零值代表新的对称和有序。这个零与非零的差异、有和无的差异，决定临界现象的突变性。“不是西风压倒东风，就是东风压倒西风”。新相一旦出现，就决定了系统的性质。
物理系统中的相变，如气液相变或铁磁相变，是临界现象的经典实例。磁石在高温下并不吸铁，即不具有宏观磁性。这是因为它所包含的大量微观磁矩处于杂乱无章的热运动中，彼此的磁场互相抵消。温度降低到一定值，短程的磁性相互作用突然延伸到整块磁体，发生铁磁相变，出现宏观磁性。这些相变都是有序和无序两种因素较量的结果。热运动是无序之源，温度T愈高无序程度也愈大。有序来自相互作用，可以用相互作用的能量E代表。于是，有序与无序两种趋势的消涨可以由比值E／T刻画。两种趋势的转变点也称为临界点，对于由温度变化引起的相变，这就是临界温度T。
临界温度和哪些因素有关呢？首先是相互作用能量。相互作用很强时，可以在比较高的温度即比较大的无序背景下实现有序状态。此时，相应的临界温度较高。相互作用很弱时，一定要在较低的温度才能实现有序。其次，有一个应当特别说明的因素。晶体中一个原子附近其他原子的数目称为配位数。配位数大时，一个原子的影响容易传送给较多的邻居。即使温度较高、噪声很大，导致有序的相互作用也较易占上风。从统计物理学的种种相变模型知道，对于同样的相互作用，配位数高的晶体可以在较高的温度出现有序相。这一观察对于社会现象颇有启发。
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