变个宇宙出来:自然法则的起源

　　《变个宇宙出来：自然法则的起源》：　　让我们在更细节的层面上来看看这意味着什么。考虑一台内燃机，燃料是一种贮存在其中的由高度压缩的能量凝结而成的物质。当燃料燃烧时，它的分子会被打碎（如果是碳氢化合物，它们会转化成大量细小的二氧化碳分子和水分子），然后耗散掉。燃烧释放的能量扩散到周围环境中。内燃机中的活塞和齿轮正是为处理这种耗散和扩散——实际上就是为了捕获它——而设计装配的。这台内燃机有可能被装在一台起重机里，人们用这台起重机来建造教堂，用来把石块抬升到指定位置。于是，当内燃机自己内部发生耗散时，在其他地方突现出了一个结构。从总体上说，宇宙变得更无序了，但是从局部上说——比如在那座教堂里——突现出了一个结构。从总体上说，无序度增加了，而在局部上，无序度削弱了。　　随便你往哪儿看，都能发现这种通过向更严重的无序崩溃来获得推动的秩序创生过程。这些过程常常是一环扣一环的，无序度的增长驱使某处的秩序发生崩溃，而通过它的崩溃，又有秩序在别的地方生成。关键问题在于，在这环环相扣的事件中，出现在某个地方的无序会比在其他地方的被破坏掉的多。无序的破坏也就是秩序的生成。　　太阳是天空中*大的能量耗散体，通过连续不断的耗散驱动着地球上的各种事件，包括生物演化。太阳通过发生在其内部的核聚变释放出能量，四散到空间中。这些能量中的很小一部分被地球上的绿色植物捕获，用来构建有机结构。在这种情况中，开始时的无序物质是二氧化碳和水，所生成的高组织化结构是碳水化合物，正是它构成了覆盖在严厉的岩石圈之上的慈爱的生物圈。有机结构——植物、树木——只要你能说得出名字的，都是在太阳的推动下来到这个世界上的，每推动它们一点儿，太阳就会消亡一点儿，太阳系也会变得更无序一点儿，尽管地球上的植被生长得越来越茂盛。　　这些植物是动物的食物。食物则是我们和动物们体内燃烧的燃料，这种燃烧为我们提供能量。食物的燃烧比燃料在发动机里的燃烧微妙得多——在我们体内不会产生火焰——但是就复杂分子通过消化被降解为包括二氧化碳和水在内的小分子，并释放出能量这一点而言，二者是类似的。生物体并不是由齿轮和传动装置组成的，但它们（以及我们）体内的代谢过程却可以类比为有机世界中的齿轮，把一开始通过消化获得的有组织的力量传递到一些可以类比为起重机的地方。在那里，氨基酸——一些大自然的小分子砖块——被吊装到我们称为蛋白质的结构上，使这些用小分子建成的结构复杂的教堂拔地而起，生物体就这样生长起来。从总体上说，考虑食物的消化，世界的无序度增加了，但生物体的生物化学过程就像内燃机一样，从这种耗散中获取动力，使得一个结构——也许就是你——得以突现。正如我之前指出的，我们是无序的局部削弱，我们是混沌的孩子。　　因新增的无序不断生成而来到这个世界上的不止你我。整个生态系统都是无序的子孙——由混沌带来的结果。任何生物体都不是孤岛。为了迁就热力学第二定律，大自然采取了一种复杂与奇妙得超乎寻常的方式，即自然选择。生物圈是一个由相互依存的实体构成的非凡的网状结构，一个实体要依靠另一个实体来饲育——我说的就是字面意思，生物们发展出了吞噬能力，以便以耗散为生。燃料，那些被吃者，数量匮乏，且对生存和后续的繁殖至关重要，因为生命是一种结构，而且必须靠增加宇宙的无序度才能维持。只要是活的东西，就无法避免靠吞噬彼此为生，而*终的结果，就是作为生物演化原因的自然选择出现了。　　世界上一直有一些人对世界正在向无秩序崩塌心有不甘，而热力学第二定律还认定这种崩塌就是推动变化、导致被称为有机体的组织精巧的结构突现的源泉。他们无法明白正是耗散导致了结构的出现。解决这个困难的办法是我已经强调了好几次的那一点。唯一必要的是总体上的无序不断增加。正如一个事件可能与另一个事件联结在一起，在一个局部的小区域中不断增长的无序（燃料的消耗、一头羚羊被吃掉，以及不计其数的各种其他可能性，包括我们称之为“晚餐派对”的生成无秩序的文明化花样）可能会把宇宙中的另一个小区域从无序推向有序。除了把这些小区域联结在一起的机制以外，全部需要的就是无序的增加要超过无序的减少，从而使无序度在总体上有所上升。这种交互作用内嵌在热力学第二定律中的例子数不胜数：通过自然选择而进行的演化不过是其中*激动人心的一种。　　……