物質(zhì)層次結(jié)構(gòu)

人類對(duì)物質(zhì)層次結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步而發(fā)展的。

19世紀(jì)以來的物理學(xué)，先后揭示了微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)的原子和分子、原子核和基本粒子層次，并在更深入地揭示基本粒子的組成（層子）及其結(jié)構(gòu)。在對(duì)天體的認(rèn)識(shí)方面，人類先后達(dá)到了三個(gè)新的層次，即銀河系、星系團(tuán)和總星系，并正在進(jìn)一步揭示總星系演化規(guī)律。

與此同時(shí)，生物學(xué)也揭示了一些新的層次。綜合人類在這方面的認(rèn)識(shí)成果，可以大致畫出一幅人類迄今已認(rèn)識(shí)到的物質(zhì)層次結(jié)構(gòu)示意圖：　隨著物質(zhì)系統(tǒng)空間尺度數(shù)量級(jí)的變化，就有新的物質(zhì)單元出現(xiàn)。各級(jí)物質(zhì)單元就是物質(zhì)結(jié)構(gòu)不連續(xù)系列中的各個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)單元對(duì)于它所由以構(gòu)成的單元來講，是復(fù)雜的系統(tǒng);對(duì)于由它所構(gòu)成的更復(fù)雜的單元而言,又是簡單的組成部分。這樣，物質(zhì)結(jié)構(gòu)就出現(xiàn)了層次性和系統(tǒng)性。有多少級(jí)物質(zhì)單元（或系統(tǒng)），相應(yīng)地就有多少個(gè)層次。在所列各級(jí)物質(zhì)單元內(nèi)部，還可細(xì)分出許多層級(jí)，如生物按其空間尺度由小到大可分為：生物大分子──細(xì)胞──器官──個(gè)體──群落──生物圈等。

物質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同層次具有不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，具有不同的時(shí)空形式，其中也有共同的方面。所以物質(zhì)層次和時(shí)空形式并非簡單地一一對(duì)應(yīng)。例如，從牛頓力學(xué)（見I.牛頓到經(jīng)典電磁學(xué)再到經(jīng)典統(tǒng)計(jì)力學(xué),盡管涉及到幾個(gè)物質(zhì)層次，但都是在牛頓絕對(duì)時(shí)空的框架內(nèi)展開的。直到相對(duì)論的建立，才打破了這個(gè)框架。所以一般說來，物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)空形式較之物質(zhì)存在的具體形態(tài)更加普遍、更加穩(wěn)定。

一定物質(zhì)層次的存在適應(yīng)于一定的能量狀態(tài)。物質(zhì)系統(tǒng)的結(jié)合能越大，就越穩(wěn)定。當(dāng)外加能量在數(shù)值上大于這個(gè)結(jié)合能時(shí)，系統(tǒng)就解體，而顯露其內(nèi)部的組成部分，即更深一個(gè)層次的物質(zhì)單元。在繼續(xù)加能的過程中，物質(zhì)系統(tǒng)就被一層層地剝開。相反地，在不斷減能的過程中，物質(zhì)外殼則一層層地套上去，而且后套上去的層次把先前的層次包含在內(nèi)，作為自己的結(jié)構(gòu)成分和從屬要素。這種物質(zhì)系統(tǒng)分解和復(fù)合中的能態(tài)突變，更深刻地反映了物質(zhì)結(jié)構(gòu)的層次性。

由于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的高級(jí)層次由低級(jí)層次構(gòu)成，所以高級(jí)層次的運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)當(dāng)由低級(jí)層次的運(yùn)動(dòng)規(guī)律加以闡明。這種方法被稱為還原方法，它在科學(xué)研究中具有重要的意義。但是，高級(jí)層次與低級(jí)層次之間在物質(zhì)結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、屬性等方面又存在質(zhì)的差別,在層次過渡時(shí),這些因素的變化帶有間斷性。因此，那種企圖把高級(jí)運(yùn)動(dòng)形式歸結(jié)為低級(jí)運(yùn)動(dòng)形式的還原論的想法是錯(cuò)誤的，是形而上學(xué)的一種表現(xiàn)。

自然界物質(zhì)存在的普遍形態(tài)，表現(xiàn)為按其空間尺度和質(zhì)量大小等特征排成的、具有質(zhì)的差異和隸屬關(guān)系的序列。

分級(jí)層次結(jié)構(gòu)簡介

在模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，各模塊的設(shè)計(jì)齊頭并進(jìn)，無法尋找到一個(gè)可靠的決定順序，造成各種決定的“無序性” ，這將使程序設(shè)計(jì)人員很難做到“設(shè)計(jì)中的每一步?jīng)Q定都是建立在可靠的基礎(chǔ)上” ，因此模塊―接口法又被稱為“無序模塊法” 。為了將模塊―接口法中“決定順序”的無序性變?yōu)橛行蛐?，引入了有序分層法。分層法的設(shè)計(jì)任務(wù)是，在目標(biāo)系統(tǒng) A n 和裸機(jī)系統(tǒng)(又稱宿主系統(tǒng))A 0 之間，鋪設(shè)若干個(gè)層次的軟件 A 1 、A 2 、A 3 、…、A n － 1 ，使 A n 通過 A n － 1 、A n － 2 、…、A 2 、A 1 層，最終能在 A 0 上運(yùn)行。在操作系統(tǒng)中，常采用自底向上法來鋪設(shè)這些中間層。

自底向上的分層設(shè)計(jì)的基本原則是：每一步設(shè)計(jì)都是建立在可靠的基礎(chǔ)上。為此規(guī)定，每一層僅能使用其底層所提供的功能和服務(wù)，這樣可使系統(tǒng)的調(diào)試和驗(yàn)證都變得更容易。

例如，在調(diào)試第一層軟件 A 1 時(shí)，由于它使用的是一個(gè)完全確定的物理機(jī)器(宿主系統(tǒng))所提供的功能，在對(duì) A 1 軟件經(jīng)過精心設(shè)計(jì)和幾乎是窮盡無遺的測試后，可以認(rèn)為 A 1 是正確的,而且它與其所有的高層軟件 A 2 、…、A n 無關(guān)；同樣在調(diào)試第二層軟件 A 2 時(shí)，它也只使用了軟件 A 1 和物理機(jī)器所提供的功能，而與其高層軟件 A 3 、…、A n 無關(guān)；如此一層一層地自底向上增添軟件層，每一層都實(shí)現(xiàn)若干功能，最后總能構(gòu)成一個(gè)能滿足需要的 OS。在用這種方法構(gòu)成操作系統(tǒng)時(shí)，已將一個(gè)操作系統(tǒng)分為若干個(gè)層次，每層又由若干個(gè)模塊組成，各層之間只存在著單向的依賴關(guān)系，即高層僅依賴于緊鄰它的低層。

分級(jí)層次結(jié)構(gòu)分層結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

分層結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)有：

(1) 易保證系統(tǒng)的正確性。自下而上的設(shè)計(jì)方式，使所有設(shè)計(jì)中的決定都是有序的，或者說是建立在較為可靠的基礎(chǔ)上的，這樣比較容易保證整個(gè)系統(tǒng)的正確性。

(2) 易擴(kuò)充和易維護(hù)性。在系統(tǒng)中增加、修改或替換一個(gè)層次中的模塊或整個(gè)層次，只要不改變相應(yīng)層次間的接口，就不會(huì)影響其它層次，這必將使系統(tǒng)維護(hù)和擴(kuò)充變得更加容易。

分層結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)是：系統(tǒng)效率降低了。由于層次結(jié)構(gòu)是分層單向依賴的，因此必須在相鄰層之間都要建立層次間的通信機(jī)制，OS 每執(zhí)行一個(gè)功能，通常要自上而下地穿越多個(gè)層次，這無疑會(huì)增加系統(tǒng)的通信開銷，從而導(dǎo)致系統(tǒng)效率的降低。

物流的供給是分層次的，其層次結(jié)構(gòu)分為如下四種。

(一)滿足普遍物流需求的基本供給

這是物流的普遍服務(wù)，其對(duì)象是絕大多數(shù)的、能夠接受普遍認(rèn)同的物流服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)的、一般的物流需求。

(二)滿足不同領(lǐng)域不同要求的有針對(duì)性的基本供給

不同領(lǐng)域物流的對(duì)象存在差別，當(dāng)其規(guī)模足夠大時(shí)，對(duì)普遍服務(wù)也要求具有一定的針對(duì)性，這種針對(duì)性的服務(wù)，在初期的創(chuàng)新形成了有效的增值服務(wù)和特殊供給，但隨著規(guī)模的擴(kuò)大，會(huì)逐漸變成這個(gè)領(lǐng)域的普遍服務(wù)，變成一種有針對(duì)性的基本供給。

(三)滿足增值服務(wù)要求的特殊供給

特殊供給形式是需要條件的：一是物流需求方在實(shí)行物流管理之后，對(duì)本身的物流需求更加理性，有此需求并且能夠承受；二是物流供給方確有能力提供這種創(chuàng)新服務(wù)。因而，這種供給不存在普遍的適用性。

(四)滿足系統(tǒng)服務(wù)要求的系統(tǒng)供給

滿足系統(tǒng)服務(wù)要求的(如供應(yīng)鏈物流)系統(tǒng)供給形式面向高端客戶系統(tǒng)的物流需求，是當(dāng)前物流供給的最高形式，也是我國物流未來發(fā)展的重要趨勢。

物質(zhì)的交互狀態(tài)

我們通常能夠直接看到和接觸的物質(zhì)狀態(tài)，它以各種粒子形態(tài)為基本表現(xiàn)形式如電子、質(zhì)子、中子等。這些物質(zhì)粒子總是以相互作用的形式存在于宇宙之中并隨宇宙的演化發(fā)生改變。

物質(zhì)的輻射狀態(tài)

物質(zhì)的輻射狀態(tài)在這里并不包括物質(zhì)粒子輻射，這里所指的是電磁輻射。它以電磁能量為基本表現(xiàn)形式，其主要特性是能量的傳播和參與物質(zhì)的交互作用。其一是改變物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)即改變物質(zhì)的動(dòng)能，如分子的熱運(yùn)動(dòng)。其二是改變物質(zhì)的能量狀態(tài)，如原子的能級(jí)躍遷的能量改變。在電磁能量與物質(zhì)相互作用中我們也可發(fā)現(xiàn)電磁能量即可被物質(zhì)吸收也可發(fā)生折射和反射。高能電磁能量除以上的特性外它還可被分解為正反物質(zhì)對(duì)，而正反物質(zhì)相遇也可同時(shí)湮滅而轉(zhuǎn)化為電磁能量。

暗物質(zhì)狀態(tài)

暗物質(zhì)是我們未充分認(rèn)知的領(lǐng)域。暗物質(zhì)不以粒子形態(tài)出現(xiàn)，但它確實(shí)是客觀存在的事物，當(dāng)電荷移動(dòng)時(shí)它表現(xiàn)出磁場特性并相互作用，移動(dòng)電荷的結(jié)果破壞了原有的電磁作用狀態(tài)產(chǎn)生了正反物質(zhì)勢壘，正反物質(zhì)勢壘反過來作用于移動(dòng)電荷。但是正反物質(zhì)勢壘并未形成物質(zhì)粒子，當(dāng)撤去移動(dòng)電荷時(shí)其勢壘隨即消失。2100433B