第二十一章:水往高处流

21.1 四十亿年的庞氏骗局[1]

十九世纪初,关于「热」的问题还是一个令人费解的深奥难题。每个人都本能地知道一个热的物体会逐渐冷却到与周围环境相同的温度,而一个凉的物体温度同样会慢慢升高。但是关于热的完整理论还没有诞生,并且困扰着当时的科学家们。

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真正的热力学理论必须能够解释某些令人费解的问题。是啊,同一空间里的一个极热的物体和一个极冷的物体最终会变得温度相同。但是有一些物体,比如一盆冰水混合物,相比而言,温度升高的速度就没有同样大小的一盆冰或者一盆水来得快。热胀冷缩,运动产生热,热导致运动。还有某些金属被加热的时候,重量会增加,也就是说,热是有重量的。

早期对热进行研究的先驱者们并不知道他们研究的是温度、卡路里、摩擦力、做功、效率、能量和熵——这些术语都是后来才产生的。事实上,搞了几十年,他们还根本不确定自己所研究的究竟是什么。最广为认同的一种理论是,热是一种无孔不入的弹性流体——是一种物质以太[2]

1824年,法国军事工程师卡诺[3](卡诺与萨缪尔·贝克特的著名荒诞戏剧《等待戈多》中行动迟缓的主角戈多谐音)推导出后来被称为热力学第二定律的原理,这一原理的简单表述如下:没有永动系统。卡诺的热力学第二定律连同热力学第一定律(能量守恒定律)一起,作为理解许多科学理论的主要框架影响了随后的一个世纪。其中不仅包括热力学,还有大部分物理学、化学,以及量子力学。总之,热力学理论加固了所有现代物理科学的基础。

然而生物学却没有如此显赫的理论。时下,在复杂性研究员中间最流行的笑话就是,今天的生物科学正在「等待戈多」。理论生物学家感觉他们自己就像十九世纪热力学即将诞生之前的热研究者。生物学家们讨论复杂性问题,却没有一个衡量复杂性的标准;他们提出了生物进化的假说,却无法重现一个实例。这让他们再次回想起研究热问题却没有类似卡路里、摩擦、做功,甚至能量这样的概念的情形。正如卡诺通过他的热寂原理为当时无序的物理学构建了一个框架,一些理论生物学家也在热切期盼着生物学第二定律的诞生,以框定生命领域的大势——从无序中找到有序。可是这个笑话里有一丝潜藏的讽刺,因为在贝克特的这部著名的戏剧里,戈多是一个神秘的人物,而且根本就没有出场!

探索深度进化和找寻超生命的背后,大多都藏有对生物学第二定律这一关于有序诞生的法则的探索。许多后达尔文主义者质疑自然选择本身能否强大到足以抵消卡诺的热力学第二定律。既然我们仍然存在,就说明有这种可能。他们并不清楚他们正在寻找的究竟是什么,但直觉告诉他们,可以说它是一种熵的互补力量。有些人称之为反熵,有些人称之为「负熵」。格雷戈里·贝特森就曾经问道:「是否也有一个生物物种的熵?」

正式的科学研究文献很少明确表述对这一生命奥秘的探索。当夜深人静披卷而读时,大多数文献都给人以管中窥豹或盲人摸象的感觉:每篇文献都只看到了事物的一部分。它们都力图用严谨的科学词汇来完整地表达其理念和直觉。这里,我把它们所包含的构想归纳如下:

从大爆炸迄今,一百亿年来,宇宙从一团致密而极热的原始物质慢慢冷却。当这一漫长的历史走到大约三分之二的时候,一些特别的事情发生了。一种贪得无厌的力量开始强迫这些正在慢慢消散的热和秩序在局部形成更好的秩序。这个半路杀出来的程咬金其最不寻常之处在于:(1)它是自给自足的,(2)它是自强化的:它自身愈庞大,就产生愈多的自身。

自此之后,宇宙中就并存着两个趋势。一种是永远下行的趋势,这股力量初时炽热难当,然后嘶嘶作响归于冰冷的死寂。这就是令人沮丧的卡诺第二定律,所有规律中最残酷的法则:所有秩序都终归于混沌,所有火焰都将熄灭,所有变异都趋于平淡,所有结构都终将自行消亡。

第二种趋势与此平行,但产生与此相反的效果。它在热量消散前(因为热必会消散)将其转移,在无序中构建有序。它借助趋微之势,逆流而上。

这股上升之流利用其短暂的有序时光,尽可能抢夺消散的能量以建立一个平台,来为下一轮的有序作铺垫。它倾尽所有,无所保留,其秩序全部用来增强下一轮的复杂性、成长和有序。它以这种方式在混沌中孕育出反混沌,我们称之为生命。

上升之流是一个波浪,是衰退的熵的海洋里微微的上涨,是自身落于自身之上的永不消逝的波峰,且永远处在坍塌的边缘。

这波浪是划过宇宙的一道轨迹,是混沌的两个不同侧面之间的一条细线:线的一边下滑形成僵硬的灰色固体,另一面悄悄没入沸腾的黑色气态,而这波浪就是两种状态间不断变幻着的瞬间——是一种永恒的液体。熵的引力不容藐视;不过由于波峰不断跌落,生物的秩序便如同冲浪者一般踏浪滑翔。

生物的秩序利用这上涨的波浪不断积累,犹如冲浪板,利用外来的能量将自己送入更加有序的领域。只要卡诺定律的力量继续下行使宇宙冷却,上升流便不断的偷走热能提升自己,凭自己的力量维持自身高度。

这就像一个金字塔骗局,或一个空中楼阁,在这场游戏里,生物秩序作为游戏的杠杆,其功用便是用来套取更多的生物秩序,若不能持续扩张,便只有崩溃。如果把所有生命当作一个整体的话,其历史就是一个高明绝顶的骗子的故事。这个骗子找到了一个极为简单的骗人把戏,并且堪称完美地实施了这个计划——迄今为止都逍遥法外。「生命也许应该被定义为逃避处罚的艺术。」理论生物学家沃丁顿如是评说。

或许,这富于诗意的想法仅仅是我个人的幻想,是我对他人著说的一知半解和断章取义。但我不这样认为。我已经从许多科学家那里听到了类似的观点。我也不认为人们所期待的「卡诺法则」纯属神秘主义——当然,这还只是人们的一种希望而已,但我仍希望能找到一种可证实或证伪的科学理论。尽管有种种貌似于上升流的不那么靠谱的学说,譬如「生机论」[4],但这第二种力量的科学性绝不输于概率论或达尔文的自然选择。

然而,一种犹豫不决的氛围笼罩在「上升流」的头上。人们的主要顾虑在于,「上升流」意味着宇宙中存在某种方向性:当宇宙的其余部分慢慢耗尽能量,超生命却在稳步积累自己的力量,朝着相反的方向逆流而上。生命朝着更多的生命、更多种类的生命、更复杂的生命以及更多的某种东西进发。而这导致了某种怀疑论。现代认知在这种进程中嗅到了一丝气味。

这种进程散发着以人类为中心的味道。对一些人来说,它如同宗教狂热一般刺鼻。最早也是最狂热地支持达尔文理论的正是基督教新教徒的神学家和修士,因为它为人类的主导地位提供了科学证据。达尔文进化论提供了一个漂亮的模型,描述了无知的生命向已知的完美巅峰——人类男性——进发的过程。

对达尔文学说的滥用不仅助长了种族主义,而且无助于进化这个概念的发展。比进化的进步更重要的是重新审视我们人类的位置。我们并非宇宙的中心,只不过是宇宙中一处毫不起眼的角落里一个无足轻重的螺旋星系边微不足道的一缕烟尘。如果我们并不重要,那么进化会通往何处呢?

进步是条死胡同,没有任何出路。在进化论研究以及后现代史、经济学和社会学中,进步之死基本上已盖棺定论。没有进步的变化正是我们当代人对自己命运的认识。

第二种力量的理论重新点燃了进步的希望,同时也提出了棘手的问题:如果存在一个生命的第二法则——上升流,那么这个潮流的方向究竟指向哪里?如果进化的确有一个方向,那么它究竟会有一个什么样的方向?生命到底是在进步,还是仅仅在盲目地徘徊?也许进化只不过有个小斜坡,使之看上去有某种趋势,并且可以部分地预测。生命(不论是天然的还是人工的)会具备哪怕是微小的趋势么?人类文化和其它活系统是有机生命的镜像吗?或者,某个物种能够不依赖其它物种而独立地发展?人为进化是否有它自己的规律和目标,完全超越其创作者的初衷?

我们首先必须承认,我们所看到的生命和社会的进步只不过是由人类的错觉。生物学中流行的「进步阶梯」或「大物种链」这些概念在地质学中根本就找不到任何证据。

我们从最初的生命开始,把它看作一个起点。想象它的所有后裔一层层缓慢膨胀,就好比一个越吹越大的气球。时间即是半径。每个生活在特定时间的物种就成为当时这一球面上的某个点。

在四十亿年(也即今天)这个时间点上,地球的生命世界里满满地塞了大约3000万个物种。其中某个点是人类,而远端另一侧某个点则是大肠杆菌。在这个球面上,所有点与最初生命起点的距离都是相同的,因此,没有哪个物种优于其他物种。地球上所有生物在任何一个时间点上的进化都是同步的,他们都经历了同样多的进化时间。说穿了,人类并不比大多数细菌进化得更多。

让我们仔细看看这个球面,很难想象,人类不过是其中毫不起眼的一个点,凭什么成为全球的最高点?也许3000万共同进化的其他生物中的任何一个点——比如说,火烈鸟或毒橡木——都代表了这整个进化的过程呢。随着生命不断地探索新的领域,整个球体的范也在不断地扩大,共同进化的位子数也随之增加。

这个生命的球状图不动声色地动摇了进步式进化的自证图景——即生命从简单的单细胞成功攀登到人类这一阶梯的顶点。这幅图景忽略了其他数十亿也应该存在的进化阶梯,包括那些最平淡无奇的故事,比如,一个单细胞生物沿着漫无目的的进化之梯演变成另外一种略有不同的单细胞体。事实上,进化没有顶点,只有数十亿个分布在球面上的不同的点。不管你做的是什么,只要有个结果就好。

不管是四处游荡还是呆在原地不动,都无所谓。在进化的时间进程中,原地踏步的物种可要比那些激进变革的物种多得多,而他们在回报上却没有什么差别。不管是现代人类还是大肠杆菌,都是进化的幸存者,是经历了亿万年淘汰后获胜的佼佼者。而且,没有谁会在下一个百万年的进化中比其他幸存的物种更具优势。事实上,许多悲观主义者认为,人类比大肠杆菌幸存更久的几率是一百分之一,尽管这种微不足道的生物目前还只能生存在我们人类的肠道里。

庞氏骗局(Ponzi Scheme):一种金融诈骗,类似传销,相似的还有「金字塔骗局(Pyramid Scheme)」。简单来说就是用后来投资者的钱冒充前期投资者的收益。庞氏骗局是一种最古老和最常见的投资诈骗,这种骗术是一个名叫查尔斯·庞齐(Charles Ponzi)的投机商人「发明」的。

以太(Ether或Aether):是古希腊哲学家所设想的一种物质。人们认为它充满宇宙,无处不在,是传导电磁波、引力等场力的介质。但后来的实验和理论表明,许多物理现象并不需要以太的存在就能很好地解释,换言之,没有观测和理论支持以太的存在,因此以太理论逐渐被科学界所抛弃。——摘自「中文维基百科」

卡诺(Sadi Carnot, 1796~1832):法国物理学家和军事工程师,1824年提出了热机工作的「卡诺循环」,在此之上奠定了热力学第二定律的基础。此外他还提出了「卡诺效率」、「卡诺定律」、「卡诺热机」等概念和理论,被尊为「热力学之父」。——译自「维基百科」

生机论(Vitalism):又称活力论,一种认为生命体充满了非生命体所没有的机能上的力量的学说。该学说主张有某种特殊的非物质的因素支配着生物体的活动,超越了自然科学法则的限制。