什么是自组织？不需要外部指令和干预，系统内自动形成相互默契的目标和规则，各尽其责而又协调地互动地形成有序结构，就是自组织。微观物质中，在物理、化学、生物中这种自组织现象是普遍存在的。

物质自组织是微观（原子分子层面）的自发的运动，引发形成了宏观有序的物质现象。举一个明显的例子：墨汁滴到一杯清水里，引发了系统的不稳定，墨汁微粒在水中发生着布朗运动。这个运动是物质自发的，过程好像是随机的、杂乱无章，目标却清晰完美，方向稳定。直到这滴墨汁完全均匀分布在水中，这完全均匀分布过程就是一种自组织。

这样的例子有很多，盐溶解在水里，最后的咸度均匀一致；锌熔化在高温铜液里，形成黄铜。黄铜的每一颗微粒的铜锌比都完全一致；激光器中电磁波“无外力”的自激振荡；记忆合金也是某种温度条件下恢复原来的形状、尺寸也是自组织，等等。

化学自组织现象是指物质世界中自发形成的宏观有序现象。典型的例子有：贝纳德流体对流形成的图案，着名的化学振荡图案自动变色的化学波。还有种类繁多的化学试剂、试纸，在化学测试中能够产生宏观、显着的色彩显示，也是自组织的佳作。

为解释自组织现象，科学界有离散结构理论，还有协同学理论、超循环理论等等，它们力图沟通物理学、化学与生物学甚至社会科学来阐释自组织。可是，这些理论把参入自组织的元素：原子、分子、基因等微观物质，看成是微粒、是一个个没有自身活力的“子”。于是没能够找到自组织的原始动力来自哪里？导致化学自组织成为科学难题。

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