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1、自然科學界三大定律：馬克思主義為什么行？
2、自然科學界三大定律，標度律
1、自然科學界三大定律：馬克思主義為什么行？
馬克思三大自然科學定律，強調(diào)生產(chǎn)關系是社會關系的要素，社會關系中，人是社會關系的總和，起決定性的作用。
一，馬克思第一定律：生產(chǎn)力決定生產(chǎn)關系
馬克思窮極一生研究的人類社會發(fā)展歷史，就是生產(chǎn)力和生產(chǎn)關系的歷史。
生產(chǎn)力＝勞動者十（勞動工具十勞動對象）生產(chǎn)資料
生產(chǎn)關系＝人們在生產(chǎn)中結成的相互關系和地位十生產(chǎn)資料歸誰所有十勞動產(chǎn)品如何分配
馬克思定義的生產(chǎn)資料所有制形式?jīng)Q定：
1，人們在勞動中的地位及其相互關系，是雇傭和被雇傭，剝削被剝削的關系，還是平等互助的關系。
2，生產(chǎn)資料歸誰所有：是歸個體私人所有，還是歸集體公家所有。
3，勞動產(chǎn)品（財富）的分配方式：歸私人權利分配，還是歸單位（集體）公家權利分配。
生產(chǎn)資料所有制形式的私與公不同，決定了社會制度的不同。
即生產(chǎn)資料私有制，決定社會性質是資本主義制度。
生產(chǎn)資料公有制，決定社會性質是社會主義制度。
二，馬克思第二定律，“兩個絕不會”
“兩個絕不會”：無論哪一種社會形態(tài)，在它所能容納的全部生產(chǎn)力發(fā)揮出來以前，是絕不會滅亡的；而新的更高的生產(chǎn)關系，在它的物質存在條件在舊社會的胎胞里成熟以前，是絕不會出現(xiàn)的。
說明網(wǎng)絡時代這種高效的、人民配置資源的新社會主義生產(chǎn)力和生產(chǎn)關系，是自然成熟的，是非人為干預的，是自然發(fā)生。
我們只需要發(fā)現(xiàn)智能社會的生產(chǎn)力和生產(chǎn)關系，并用發(fā)展的世界觀，變化的德道觀，使生產(chǎn)關系與生產(chǎn)力相匹配，使之在最低成本原則的基礎上平衡運行。
三，馬克思第三定律：資本主義必然滅亡，社會主義必然勝利
隨著網(wǎng)絡世界的到來和智能社會的出現(xiàn)，消費者與生產(chǎn)者二者合二為一，為人民。
私有制和公有制二制合二為一，為人民所有制。
資本主義社會和社會主義社會兩種社會合二為一，為新社會主義社會！
只要我們按照馬克思主義理論探索前行，前途是光明的，道路是曲折的，始終堅信并遵循，發(fā)展馬克思主義理論，馬克思主義永遠是人類社會進步的指路明燈。
實踐告訴我們，中國共產(chǎn)黨為什么能！中國特色社會主義為什么好！中國網(wǎng)絡為什么通！中國人民為什么神！歸根到底是馬克思主義行，是中國化世界化時代化精進化的馬克思主義行！
2、自然科學界三大定律，標度律
人類普遍對蜘蛛這一類的‘節(jié)肢動物’多少有些恐懼，尤其是想象一下"蜘蛛放大一百倍"的場景，簡直不要太恐怖。
直到我學習了一個科學原理，從此無憂。
因為我知道，放大一百倍的蜘蛛，根本不可能存在，因為它必定會被自身的重量壓倒！
這個科學原理，就是今天要與大家分享的——“標度律”（Scaling Law）。
標度律：一種本質性的思維方式
標度律不僅是一個科學定律，更是一種本質性的思維方式。
下面咱們就以“蜘蛛放大”的案例來快速計算一下。
假把蜘蛛等比例放大為原來的倍，那么它的"體積"與“體重”就會變?yōu)樵瓉淼谋叮涣硪环矫妫鹊摹皺M截面積”與“最大承重”會變?yōu)樵瓉淼谋丁?/p>
也就是說，“體重”比“腿的最大承重”增長得快，總會支撐不住，把腿壓折。
你現(xiàn)在可以理解了，為什么大象的腰和腿在比例上那么粗，而螞蟻那么細了吧。
動物不能按比例線性縮放
因為體積和重量是三維量，而橫截面積是二維量。
這種樸素快捷的分析思路，就是典型的“標度思路”。
在所有科學中，均可以使用這種方法來分析問題，是一種最簡捷的數(shù)學建模方法，將所有非本質性的因素統(tǒng)統(tǒng)忽略，因此也被稱為“零階模型”。
典型應用：大輪船更省燃料？
咱們用同樣的思路，來分析另一個問題吧：
運送同一批貨物，是用一支大貨輪節(jié)省燃料，還是用多支小貨輪節(jié)省燃料呢？
這個問題與前面如出一轍。
假如把輪船放大為原來的倍，那么它的"體積"與“載重”就會變?yōu)樵瓉淼谋叮涣硪环矫妫摹皺M截面積”與“水的阻力”會變?yōu)樵瓉淼谋叮欢剂系南闹饕Q于水的阻力。
設輪船長度為L，咱們可以把上面一段話寫成數(shù)學公式，即：
故
可見，輪船越大，運送單位載重所需要的燃料就越少。（伊桑巴德，19世紀英國工程師）
這種現(xiàn)象在經(jīng)濟學中，被稱為“規(guī)模經(jīng)濟”（Economies of scale），表示規(guī)模增大時，效能的提高。
scale，譯為“規(guī)模”、“標度”、“尺度”、“縮放”均可。
進一步地，咱們來看——
一張涵蓋所有物種的‘神奇線圖’
首先給大家看一張神奇的線圖：把不同物種，以“體重”為橫坐標，以“代謝率”為縱坐標，畫在一個圖中，圖中所有動物物種都在一條直線上！
首先要解釋一下，該圖為“雙對數(shù)圖”，就是說X軸和Y軸都取了對數(shù)，這樣就可以把不同尺度上的數(shù)據(jù)畫在同一個圖中了（注意觀察坐標值）。
另外，何為代謝率？其實，代謝率就是生物的功率，也就是消耗能量的速率。比如，人的代謝率約為90瓦，跟一個燈泡差不多。從這個角度講，生物本身是非常節(jié)約能量的。
相比而言，人的“社會代謝率”（包括非生物所需能量，如交通工具耗能）是很大的，估計人均1萬瓦。
這張圖上的直線，如果用公式表示出來，就是——
其中的“3/4”就是直線的斜率，這就是大名鼎鼎的“代謝標度律”，也稱“克萊伯定律”。
代謝標度律，涵蓋了令人驚訝的27個數(shù)量級，或許是宇宙中最持久、最系統(tǒng)化的標度法則了。——《規(guī)模：復雜世界的簡單法則》杰弗里 ? 韋斯特
如果看到這個公式?jīng)]有什么感覺，咱們可以舉個例子算一下：根據(jù)公式，大象的體重是老鼠的1萬倍，但它的代謝率只老鼠的1000倍。
這就很有意思了，體重是1萬倍的話，細胞數(shù)量也是1萬倍呀；但是，總體的耗能卻只有1000倍，這說明大象每個細胞的耗能只有老鼠的1/10！
要知道，代謝率是生物學的基本速率，它可以確定生物體幾乎所有的生命節(jié)奏。
冪律
形如的規(guī)律，都可稱為“冪律”（Power Law）。
我們更為熟悉的，可能是，這種規(guī)律稱為“線性關系”（Linear Relation）。
在普通坐標系下，線性關系畫成一條過原點的直線；而冪律關系則是一條曲線。
只有在雙對數(shù)坐標系下，冪律關系才能畫出一條直線，其斜率就等于公式中的指數(shù)。
普通坐標與雙對數(shù)坐標下的 x^(3/4) 函數(shù)圖
當指數(shù)d<1時，我們稱之為“亞線性”（sublinear），因為它的曲線會越來越低于直線。
當指數(shù)d>1時，我們稱之為“超線性”（superlinear），因為它的曲線會越來越高于直線；這種超線性關系，也就是我們說的“規(guī)模經(jīng)濟”，在經(jīng)濟學中也稱為“規(guī)模收益遞增”。
冪律曲線有一個有趣的特征，當你放大其中任意一個部分時，如果不看坐標，你是無法分辨出它是整條曲線的哪一部分，甚至無法分辨出它占整條曲線的比例，這種性質被稱為“標度不變性”或“自相似性”，這是冪律的內(nèi)在屬性，同時也是我們后面要講到的“分形”的內(nèi)在屬性。
線性思維陷阱
自然界中存在大量的是冪律關系；而人類的思維習慣卻是線性的。
比如，在醫(yī)學中，用藥量與體重實際上應該是前面所講的 3/4 冪律關系，而不是線性關系。
1962年，醫(yī)學界普遍認為，藥量與體重是一個簡單的正比關系，因此規(guī)定了“每千克用藥量”這樣的標準。在做動物實驗時，將對貓來說的安全劑量的藥物，按體重比例注射給大象，結果大象在2小時內(nèi)就死亡了。
這項研究是如此重要，以至于發(fā)表在了當年的Science上。
這就是“線性思維陷阱”，有些時候，是過于簡單和粗糙，這就有可能帶來嚴重的‘誤導性結論’。
這是非常需要注意的。
自然界的大道
除了“代謝標度律”——
當科學家擴大研究的范圍時，發(fā)現(xiàn)有超過50種這樣的標度律部分如下——
變量
對應指數(shù)
增長率
3/4
主動脈長度
1/4
基因組長度
1/4
樹木高度
1/4
主動脈/樹干
3/4
腦容量
3/4
大腦白質體積
5/4
大腦灰質體積
5/4
心率
–1/4
細胞中的線粒體密度
–1/4
黏膜擴散率
–1/4
進化速率
–1/4
壽命
1/4
此表給出的是“分數(shù)近似”；實際上，在數(shù)據(jù)擬合時，得到的指數(shù)一定都是小數(shù)。
其中負數(shù)表示相應的數(shù)量會隨著規(guī)模的擴大而減少，而非增加。例如，隨著體重的增長，心率會按照1/4冪律下降，如圖——
再觀察一下表格，令人吃驚的是，這些標度律對應的指數(shù)都接近1/4的整數(shù)倍！
那么，為什么是“4”？
揭開其神秘面紗之前，咱們先來準備一點關于“分形”的基礎知識——
分形：自然之道
分形（Fractal），一個形狀被分成數(shù)個部分后，每一部分都（至少近似地）是整體縮小后的形狀，換言之，分形就是自相似圖形。
不斷地放大來看分形圖形
分形是自然的數(shù)學，因為它可以描述太多大自然中的形狀與現(xiàn)象了。
血管網(wǎng)絡、樹干樹枝、海岸線，這些都是典型的分形形狀。
在這個人工制品的世界中，我們不可避免地習慣于通過“歐幾里得濾鏡”觀察世界；我們看到的，都是直線、曲線、平面、曲面這些理想化的元素。要想真正理解自然，就要具有分形思維。
筆者在學生時期用分形方法構造的含粗糙度的表面
分形維度
什么是維度？
我們知道，一條線段，是1維的，當它整體放大為2倍時，長度變?yōu)?倍（即 倍）。
一個正方形，是2維的，當其整體放大為2倍時，面積變?yōu)?倍（即 倍）。
一個正方體，是3維的，當其整體放大為2倍時，體積變?yōu)?倍（即 倍）。
這三條規(guī)律，如果把放大2倍改為放大3倍，那么就分別變?yōu)椤?/p>
所以，底數(shù)是縮放倍率，而指數(shù)即維數(shù)——
那么，如果是對于分形線段呢？
下圖稱為“康托爾三分點集”，一條線段，每次只要放大一看，發(fā)現(xiàn)它均分成三段，左、右兩段有線，中間一段為空——
它的特殊之處就在于，當整體放大為3倍時，長度只變?yōu)樵瓉淼?倍。咱們按照上面的規(guī)律，假設維數(shù)為d，列出方程——
得到，d~ 0.63。也就是說，這條分形線段的維數(shù)為0.63，是一條“不足1維的線”。
那么，有沒有超越1維的線呢？
有，請看“科赫線”（Koch curve）——
這種線每次放大為原來的3倍，而總長度卻變成原來的4倍，所以——
這里稍微有點難考慮，因為這里的“放大”，是指“線度”上，在X方向上擴展。如果不好理解可參見下圖——
計算求得，維數(shù)為d ~ 1.26。
1維是線，2維是面，這個1.26維又是什么呢？
我們稱之為“分形維數(shù)”，表征分形幾何中的維度性質。
一條線的維數(shù)，有沒有可能接近2，成為一個面呢？
有的，比如說“皮亞諾曲線”（Peano curve）——
曲線可以“完全布滿平面”，當放大2倍時，發(fā)現(xiàn)長度放大4倍，所以，該曲線就是平面，該曲線的維數(shù)為1 1=2。
神奇數(shù)字 4 = 3 1
從上面的規(guī)律我們可以看到，當d維幾何分形充滿于d 1維空間時，它的維數(shù)即為d 1。
這么說，有沒有能充滿3維空間的結構呢？
遠在天邊，近在眼前；這種結構就藏在你的身體里，即“血管網(wǎng)絡”——
肝臟的血管網(wǎng)絡
所以，血管網(wǎng)絡的維度為3 1 = 4。
換言之，血管網(wǎng)絡的體積正比于尺寸的4次冪——
如果把體積換成表面積呢？即，3維測度降1維變成2維測度，則維數(shù)也降1維——（這一點可自己回頭用線段、正方形、正方體來驗證）
把這兩個公式中的尺寸消去，得到——
交換營養(yǎng)的速度（代謝率），就是取決于血管網(wǎng)絡的表面積的；而血管體積就對應血液總量，因此——
這就是一種4 以及 3/4 的由來。
總的來說，生物體雖然外表上看似活在3維空間，但是其內(nèi)部的分形結構使發(fā)揮了最大效益——演化出4維的生物效能。
感興趣的同學可參閱1999年的一篇Science文章：The fourth dimension of life: fractal geometry and allometric scaling of organisms。
講到這里，我們不禁會想，像生物這樣的系統(tǒng)，真的可以用數(shù)學物理來破解其復雜性嗎？會誕生“生物學的牛頓定理”嗎？
復雜性科學
有人請教史蒂芬·霍金，二十一世紀是物理學的世紀，還是生物學的世紀？
霍金道，“二十一世紀將是復雜性科學的世紀。”
復雜系統(tǒng)，由無數(shù)個體組成，并“涌現(xiàn)”（emerge）出一個集體特性，這種集體特性不在個體中，也無法輕易地通過個體特性來預測。
生命，就是一個最典型的復雜系統(tǒng)，它由無數(shù)個細胞組成，我們即使對于每個細胞都很了解，卻依然無法預測生物體的特性。
亞里士多德說，“整體大于局部之和”，就是這個意思。
本世紀所面臨的重大挑戰(zhàn)之一，就是尋找生命的復雜性如何誕生于根本的簡單性這樣的基本原則。這就是“復雜性科學”。
當下，科學家們正在探究，生命系統(tǒng)的一般性粗粒度行為（Generic coarse-grained behavior）或許遵從某種可量化的普遍法則，雖然不會多么準確，但是也為我們理解真實系統(tǒng)提供了一個出發(fā)點或基線（baseline）。
生物學幾乎肯定會成為21世紀的主導學科，但前提是，必須接受物理學文化，即定量、分析、預測，從而整合出一個新的范式，一個基于數(shù)學的基本原理而構建的理論框架。
本文觀點主要來自于《規(guī)模》一書前4章，感興趣的讀者可以參閱。
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本文關鍵詞：自然科學界三大定律是什么，自然科學的三大發(fā)明是什么，自然科學的三大定律，三大自然科學理論，自然界的三大定律。這就是關于《自然科學界三大定律，馬克思主義為什么行》的所有內(nèi)容，希望對您能有所幫助！更多的知識請繼續(xù)關注《犇涌向乾》百科知識網(wǎng)站：！