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熵增定律对世界观的影响分析

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熵增定律对世界观的影响分析

宇宙观根据熵增定律描述总结来说就是不明原因的能量热量高度集中的奇点(负熵状态)在积聚能量到一定程度后迅速膨胀,宇宙开始计时,整个宇宙系统内部能量不可逆地从高能流向低能向无序化,局部区域由于各种力的作用发生自组织效应而向有序化发展,整个系统处于零熵状态。从负熵到零熵,这是一个熵增的过程。负熵的状态从何而来?难道真的有上帝?科学探索到极致就是一个悲剧,不会再有答案,于是牛顿信了上帝。

既然自然规律是走向无序化,走向毁灭,那么一切就都是一场虚无。一切事物都是创造艰难毁灭简单,拿环境保护来说,一个国家治理量化10个亿的环境污染,所造成的污染绝对是超过10个亿,根据热力学第二定律,有一部分能量是散发浪费掉的,而且过程是不可逆的,造成的结果是本国自组织有序了,但这是建立在整个地球系统熵增即更加无序的基础上的。拿目前普遍的社会现象买房来说,为了一房子普通人得辛苦劳作多少年,然而拆迁,地震等具有破坏性的外力一旦来临,它的毁灭只一瞬,而且人为的拆迁致使享受到房子安居乐业的时间远远比不上艰苦奋斗的时间长。同样的,娶妻生子,娶妻需要物力精力时间,必须结果多年艰辛积累财富,花多数时间培养感情,然而妻子出轨,疾病死亡等乱七八糟的事情来临时也只是一瞬;培养小孩需要抚养教育等艰辛过程,然而毁灭使之死亡也只是一瞬。这些并不能说是小概率事件,好事来的总是慢,总是少,坏事总是来得快,来的多,古人云:福无双至,祸不单行!可见古人的智慧已经远远超乎现代人。其实人活着就是一大大大杯具,得到的少承受的多,也难怪搞熵增定律的发现者自杀了。人活着就是为了死。

再来大话一下贫富差距的现象,富人是靠什么富的?强者是靠什么强的?在大自然中,羊的成长是为了狼的美餐。狼是破坏者,羊是生产者。同样的在人类社会中,富人是靠压榨穷人血汗致富,富人是狼,是掠夺者,顺应天道,穷人是羊,是生产者,顺应人道,生产艰难掠夺简单。庄子胠箧也是阐述的这个道理,积累财富需要历经艰难,然而大盗来了,只消扛起箱子,就可以把一个人穷尽一生精力与时间的财富掠夺,唯恐箱子不牢固。哦,怪不得说大资本家都是万恶的。

为什么中国要实行:“中国特色社会主义”,其实中国特色社会主义本质就是资本主义,不过是响应最初领导人的号召而留的壳子而已。社会主义和资本主义的根本出发点便是“人性本善”抑或“人性本恶”的问题。人之初性本善是孔子这2B提出的愚民理论,而事实上荀子认为人本质是趋利避害的更能描述人性。著名物理学家薛定谔有一句名言:“有机体是靠负熵养活自己。”为了生存,人就要不断吸取负熵,这是人利己性的根源。既然人类本性是利己的,是“恶”的,那么为什么人会有利他行为和善呢?事实上个体只是社会和国家这些上层系统的基元,上层系统需要吸收下层系统的负熵以增加整个系统的有序性,下层系统也因此实现了自己与上层系统之间的有机联系,由是产生了利他、善、荣誉、纪律、牺牲这些生命存在的所谓意义。国家是通过暴力、道德、教育、法律等手段来促成利它性的,伟大的生命是通过劳动、奋斗和牺牲来实现自身价值和长远利益的。所以,绝对的社会主义道路是不可能走通的。

专制与反熵

反熵概念是“熵减”概念的反面。我们将专制帝国视为一个系统,则由于专制帝国的根本属

性,导致了统治集团内部出现精英淘汰制。换言之就是帝国系统能量从高端流往低端,从而使帝国系统的熵值不断增大,故而使系统远离系统的平衡态(统治体系逐渐趋于崩溃),并使系统不断逼近“系统自发实现平衡②”。

专制帝国内部体系内和体系外的有识之士(精英分子),完全能够认识到这个远离平衡态的并“自发实现平衡”的趋势。因此,统治集团挖空心思,处心积虑的想出了很多的办法对付专制帝国自发的熵增现象(精英淘汰制,腐败机制)。但是由于其专制本性,导致了系统中不可能采用真正意义上的“熵减”机制(因为一旦采用真正的熵减机制,那么帝国的统治合法性就成了一个大问题,统治集团的利益占有方式就要受到质疑,而这是统治集团所不能容忍的)。于是,系统的熵增问题无法从根本上得到解决。

因此,专制帝国的统治者只能采用不得已而为之的“反熵”措施,对系统的熵增现象予以遏制和打击。但是反熵措施严格意义上说是一种慢性自杀措施,因为反熵措施越严厉,力度越大,熵增现象越强烈,越公开化和普遍化。所以,反熵行为不得不在屡次的失败后有所收敛。最后,当统治集团意识到不能采取反熵措施来对付熵增现象,而采取听之任之,随波逐流的态度时,专制帝国的崩溃速度才恢复到正常水平。

熵增现象具体的表现是:大规模的贪污腐化;精英淘汰;精英流动不畅;机构臃肿;政令不达;精英对抗;国家财富的帕累托分布,帝国官员的财富帕累托分布等等,导致整个社会危机四伏,矛盾丛生。这些都是专制帝国不可抑制的癌细胞和病毒源。

反熵措施一般是:采用大规模的、严厉的反腐措施;压缩精简机构;越权指挥;空降官员或直升官员等一系列措施。这些反熵措施,经过历朝历代的不断实验和应用,从来都没有得到过正面的好效果,相反却导致了帝国的加速死亡和崩溃。

我们从中国历史上可以看到第一个理想主义的悲剧改革人物――王莽的悲惨失败。也可以看到王安石变法,戊戌变法等等一系列的改革和改革措施(全部属于反熵措施),无一不是加速了专制帝国的死亡。

不过,成功的愚民措施“也许”能减缓帝国灭亡和崩溃的速度。但是话还是要说回来,成功的愚民措施不过是最典型的“反熵”措施,这项措施投入巨大,漏洞百出。百姓们是无法辨别愚民措施的真伪的,但是精英分子却能辨别出来,从而反制该项措施,导致这项措施不但达不到“熵减”效果,相反却大幅度增加了“熵增”。原因有二:1)大规模的欺骗需要高昂的成本并动用帝国的社会资源,这样使得帝国熵增更加剧烈。2)大规模的欺骗导致社会的失去了减压器,使得民怨无法排除,帝国崩溃的风险就不断的积累下来。

因此,根据上述分析,我们就可以得出一个结论:反熵措施,是加速帝国灭亡和崩溃的催化剂。

最终极的世界观——熵增定律

一位科学家说,科学的探索可以分为“合理的假设”和“轻狂的猜想”,而本文的内容比“轻狂的猜想”还要更狂一些。读者阅读时全当是做一次智力体操,不可当成真的科学假说。先打一个预防针,下面开始正题。

罗素说,有史以来,科学所做的最可怕最阴郁的预言,就是热力学第二定律(熵增定律)所预言的宇宙末日。宇宙在不可违抗地走向热平衡,走向无序,走向寂灭,人类所创造的辉煌业绩注定要在大死亡中归于灭绝,人类成就的整座殿堂将不可避免地被埋葬在宇宙的碎片之

下。这个理论是如此无可争辩,以至于没有哪一种反对它的哲学可望站住脚。 这个可怕的定律实际得之于最普通的物理现象:任何比环境温度高的物体,都会把热量向低温环境散发,直到系统内温度平衡。如果没有外界能流的引入,绝不会出现热量重新富集的反向过程。所以,所有的恒星终将熄灭,宇宙中不再有能量的流动,因而不可避免地走向无序(信息流与能量流密不可分,这其实是电脑发热的最本质的解释)。 从上中学物理课时我就领悟到了熵增的威力。它太雄辩太明晰了,任谁也无法用逻辑来推翻它的可怕预言。不过,这个定律总是给人一种不舒服的感觉。因为,除它之外的所有物理学定律都能在时间轴上反演,物理学家艾米?诺特尔曾指出,能量之所以守恒,其实质原因就是因为物理定律关于时间对称。但熵增不可逆定律在时间对称性上撕了一个很大的缺口。尤其令人不安的是,把熵增定律应用于我们这个至今存在的宇宙,就必然得出一个结论:它是从一个很特殊的、高度负熵的状态下开始的。这个特殊的负熵状态从哪儿来?只有一个说得通的来源:上帝。

物理学家们当然不愿让上帝复辟。但他们都信仰真理的普适性,如果不得不承认我们的世界来源于一个非常特殊非常偶然的状态,那和相信上帝有什么不同呢。

后来我从一些课外读物上知道了自组织定律,那时的中学物理不讲它的,我至今不明白,如此重要的定律为什么竟然上不了中学课本。自组织的一个典型例证是别洛索夫?扎鲍京斯基反应,几种化学溶液掺混之后就会自动产生非常美丽的、周期性变化的花纹(但必须保持溶液的倾倒)。从酒瓶里往外倒啤酒时的咕嘟声也是一种自组织现象。这些小杂耍似的发现之所以重要,是因为这些“组织化”完全是由内部原因产生,并没有一个外来的设计者或管理者。

以上只是自组织现象的很小的范例,其实,这种现象渗透到宇宙的每一个角落每一个时刻,自组织定律是与熵增定律同等重要的两大定律之一,一个管宇宙的死,一个管宇宙的生。 从宇宙肇始,自组织就登台了。宇宙爆炸,变成一锅高温的均匀的粒子汤。我们不知道在大爆炸“最早的瞬间”所产生的“最原始的粒子”是什么,或者说,根本不存在什么最基本的粒子,在能量向粒子转换的边界,可能是能量和物质的共存,是一种模糊状态。但为了叙述方便起见,我们就称它为“原始粒子”吧。原始粒子非常均匀,按照熵增定律,它应该在宇宙向外膨胀是变得稀薄而更加均匀,绝不会产生物质富集的现象。但是,当熵增开始耀武扬威时,宇宙大舞台上的又一个主角—— 力——同时出场了。我们已经知道宇宙中有四种力:强力,弱力,电磁力和引力,比较公认的说法是,四种力其实只是一种,在大爆炸的极端状态它们会合而为一,在更深的层面应该表现为其它力。不过力的具体组成与本文中的观点并无关系,反正有力就行了。力使原始粒子互相结合,经过尚未知晓的某种粒子层面,再结合成六种夸克,再结合成轻子强子介子,再结合为丰度为3:1的氢氦原子。在这些过程中,强力、弱力和电磁力都起了作用,但引力尚未走上前台。 物理学家已经能用公式精确地描述这些粒子的生成过程,但好像没见到谁指出,它们实际是熵增的逆过程。因为,按照爱因斯坦的质能公式,任何物质微粒的形成都是能量的富集和组织化,与“热平衡”和“无序”相逆。也就是说,在宇宙大爆炸的最初的“滴答”内,熵增和熵减就已经开始同时存在、并行不悖了。 在宏观层面,轮上引力出场了。若按照熵增定律,早期宇宙中的氢氦原子只会日渐混合均匀,并在膨胀过程中变得稀薄,而不会出现质量富集的趋势。但引力却与熵增定律唱对台戏,当原子汤因量子效应出现偶然的涨落时,引力会使其产生雪崩效应,进而聚集成星云,星云中产生星体,星体生长,直到引发核反应,于是,在局部地区的 “高能态”产生了,并造就了此区域的能量流(这些能量实际来源于微观层面的能量富集化)。请注意,从宏观上说,宇宙仍保持熵增的方向,宏观的熵增与小区域的熵减并行不悖。

星系小系统内也同样有熵增过程,恒星的热量向空间传播,向热平衡的方向前进;但在另外

的层面,熵减过程也在不停息地进行。行星从星云中诞生,行星上产生了岩石圈、大气、河流、季风、泉水、矿藏,这些都是组织化的过程,是对无序的反抗。这种有序化、组织化进程的顶峰,便是生命的产生:DNA团块、单细胞生物、多细胞生物、植物和动物,一直到最精巧的组织化结构——人类。像熵增一样,自组织也是一个无尽的不可违抗的过程,它从宇宙爆炸开始,并一直延续到宇宙末日。而它得以进行的因素是力。不同的力在不同的层面上起作用,比如,原始粒子的生成是强力和弱力的功劳;在我们处身其中的环境里是电磁力在变戏法,它造就了生命结构和金木水火土;而在宇观范围内是引力在起作用,它造就了星体和黑洞。天行者卢克的老师尤达大师曾把“力”作为对抗黑暗的唯一力量,他真是一个伟大的科学家,道出了大自然的本质。 其实,“自组织”有一个更恰当的名称:生命化。这儿的“生命”一词是广义的。宇宙大爆炸的浓汤里生出来无数一模一样的粒子(夸克、重子、轻子等),然后是原子“自发的复制”,再生出模样相同的星云和星体;云朵中生出一模一样的六角形的雪花;在金伯利岩脉中生出结构相同的钻石??这些全都是自然界的“生育”啊。有人说,生物生命何等精巧何等神秘,现在把“生命化”拿来定义夸克、强子、原子、星体等“非生命体”的生成,未免不伦不类。不,这个定义的推广绝不牵强,它们的本质是一致的。生物生命从何而来?首先是原始海洋中的各种原子因电磁力的作用而发生自组织,生成有机物,有机物的自组织又生成第一个能自我复制的DNA或RNA??即使今天生物的繁衍,比如DNA双股的分解和复制,从物理层面上说仍是在电磁力作用下的自组织过程。 自打宇宙肇始,熵增和生命化两个相逆的过程就同时存在,并行不悖,互相缠绕,多层渗透。一边是热平衡、均匀化、无序;一边是能量和质量富集、组织化或有序化。而两者的综合则是一个零熵的世界。 这么一来,物理学家也可以安心了。原来,我们的宇宙并不是肇始于一个很特殊的负熵状态,而是非常普通的一个零熵的“点”。由于量子世界的偶然涨落,这个点爆炸了,从空无一物中产生了能量和负能量,正物质与反物质,有序与无序,熵增与生命化。宇宙是从零熵开始,以零熵延续,也将以零熵结束。在这种理论结构中,所有物理定律相对于时间轴都是可以反演的,物理学家的心腹之患,那个不可逆的时间之箭,在这儿被轻松化解了。

造物主似乎偏爱守恒,有能量守恒,质量守恒,动量守恒,动量矩守恒,正负电荷守恒,CPT守恒,如此等等。过去的理论中,只有熵不守恒,正反物质不守恒和宇称不守恒。现在,咱们试着让其中一个浪子改邪归正了,这比较符合人们的直觉,符合人们的感情。 终极思考

我们都经历过蒙昧幼稚的孩提时代,在人生之路上接受过不少非科学的东西:神话、宗教、巫术、人体特异功能、气功神话??但我最终放弃了这些而笃信科学。为什么?科学所揭示的事实有很多也并非我们亲眼所见啊,我们没见过原子,更没见过夸克;没见过阿波罗上月球(至今还有人说美国登月的照片是伪造的呢),更不会见到宇宙大爆炸时的场景。科学向我们灌输的不少观点,像扭曲时空、共谋粒子、波粒二象性等等,甚至与常识背道而驰,让咱们扭断了脖子也转不过弯来。

但我们仍然坚定地信仰科学。这是因为,科学有极大的理性感召力,科学是一个无比壮观的殿堂,任何走进这座殿堂里的人都会流连忘返。在此前的文章里,我也曾揭示过科学的阴暗面,但那只是儿子对母亲的瞒怨,丝毫无损于我对科学的挚爱。

科学崇尚简洁。所有科学定律都是简洁优美的,爱因斯坦甚至拿“是否优雅”来判断一个公式的正误。化学元素的世界曾是一团乱麻,但门捷列夫周期表把它们分列得经纬分明:原来元素的不同性质只是由于质子(中子)和外层电子数目的不同!生物世界更是千姿百态,繁杂

难解,但现在我们知道,各种生物只是四个代码的不同组合!类似的例子举不胜举。麦克斯韦用四个简洁的公式构建了电磁学的大厦,相对论可以用简洁的质能公式和洛伦兹公式来概括。随着科学的发展,这种趋势越来越明显。各种科学分支加速向一起靠拢,形成一门叫做“大物理”的学科,物理、化学、生物学等都在加速融合,研究宏观和胀观宇宙的天体物理学,与研究微观与渺观世界的量子力学,在向相反的方向尽情驰骋后,竟然在宇宙的最远端——大爆炸前的宇宙初始时刻走到一块了。今天的物理学家们已经在谈论,把宇宙终极公式用一张餐巾纸完全写出来。

科学是一个逻辑严密的自洽的体系。真理的发现十分艰难,是穷尽心血的黑暗中的摸索。但真理一旦浮出水面,它就会放之宇宙而皆准。150亿光年外的星体仍和太阳系有同样的物质构成,用分光光谱就能了解它们的化学成份;它们同样严格遵循引力定律,可以依据某个星体运行轨道的异常,推算出它身边的黑暗伴星;宇观尺度的星云涡旋和微观尺度的粘菌的集合形状,还有让化学溶液自动变色的别洛索夫——扎鲍京斯基反应,都源于相同的自组织过程;圆周率,这个用割圆术艰难算出来的无理数,可以用一个非常简单的无穷数列1-1/3+1/5-1/7+1/9??来给出精确值,它清楚地表明数学 ‘深处’的联系;宇宙大爆炸时的极端条件已被物理学和数学所征服,现在,物理学家们可以用电脑模拟出大爆炸的10-35秒后的物质构成,算出最终产物氢氦的丰度是3:1,算出大爆炸150亿年后宇宙将冷却为-2.7开氏度,而这些理论计算结果都已被观测证实??再举一个我们身边的简单例子,世界千姿百态,无奇不有,但能不能找到这样的地方,在那儿水流能从A到B、再从B向A自动地循环流动?绝不可能!重力场理论严格地排除了这样的可能性。 我在此前的文章中也曾论及科学大厦的基础中遍布的微裂缝,那是另一个层面的事,绝不会影响科学的声誉。而且,这正是科学的又一伟大之处,它时刻在着力培养对权威的反叛。那怕某种理论再严密,再权威,只要有一个(只需一个!)过得硬的反证,这个学说也就寿终正寝了。相比之下,哪个宗教敢这样做?我看过一些宗教宣传小册子,其中弥漫的盲从和奴性让人实在难以卒读。

也有一些科学家相信上帝,牛顿就是其中之一。他们认为,宇宙法则如此简洁优美,无处不在,它们是如何制定的,又是如何被推行到宇宙的每一角落?如果没有一个高高在上的管理者,似乎有点不可思议。所以,他们在无奈中只好皈依了上帝。

其实,宇宙有如此简洁的法则并不神秘。我们不妨先看看地球上的生命系统。这也是一个巨系统,其复杂性堪与宇宙相比。在1953年之前,即使最为激进的唯物主义科学家,也不敢奢望能用四种代码的组合把亿万种生物串起来,但DNA发现了,忽然之间,极端复杂的生物世界的进化脉络变得一目了然。“灵魂”、“生命力”、“意识”这类超自然的东西再没有存身之地,科学家通过DNA(RNA)这部简洁的无字天书,可以追溯到人和黑猩猩、海豚和偶蹄目动物的亲缘,连病毒和人类也有明显的亲缘关系。生物彼此间的联系是如此密切,以至于动物细胞和病毒细胞之间、植物细胞和动物细胞之间都能轻易地做融合手术。为什么会这样?上帝为什么给我们一个如此有条理的而不是杂乱无章的生物世界?是心疼生物系学生的课业负担太重吗?其实原因很简单——生物世界是由单一的源头、沿着相同的路径发展而来。有了这两点,你想让它们杂乱都办不到。

归根结蒂,生物的进化只是电磁力(化学键)玩的戏法。化学键造就了原子团,再加上点机遇,产生了能自我复制的DNA,进而是单细胞,多细胞,器官分工,直到神经元的复杂缔合产生了能讨论这一切的智慧。前一级的物质结构自动约束了它自我的行为,为下一级物质结构的产生提供了模板,下一级物质结构又限制了它自己的行为,敲定了下一层极的物质结构。依此类推。所以,生命化的进程其实只是一个多米诺骨牌式的递进约束,递进设计,是一个自我激励的封闭系统。

并没有一个外在的设计者和管理者,没有一张事先就绘好的设计蓝图,更没有高高在上的上帝。

我们此前说过,宇宙的形成其实也是一种生命化进程,与生物生命化系统不同的是,它的起点更远,而且不单单只有电磁力,还有弱力、强力和引力参与到它的生命化过程中。弱力和强力造就了夸克,造就了强子轻子介子,电磁力的参与又造就了原子,引力造就了星云和星体,等等。宇宙生命化的进程仍是一个多米诺骨牌式的递进约束,递进设计,是一个自我激励的封闭系统。

力太重要了,它是宇宙自组织化的原动力。其实,什么是力?力的本质仍是物质。强力只是粒子间介子的交换,弱力是W粒子和Z粒子的交换,电磁力是光子的交换,引力是引力子(尚未探测出来)的交换。当我第一次得知力的本质时,我简直是瞠目以对,不可思议呀,怎么这么一交换粒子就产生了力?恰如我第一次得知物质结构的复杂缔合竟然能产生意识。现在,我们可以把“力”也归并到物质之中。

这么说来,宇宙的法则并不是天然存在,并不是翱翔于宇宙物质本体之上的上层建筑,它只是物质结构所产生的诸多层面的约束罢了。为什么“万物有引力”?只是因为物质结构中有这么一种引力子而已。换句话说,不是上帝规定宇宙间有引力之后才造出引力子,而是因为物质中有了这种粒子,宇宙间才有引力。为什么“质能守恒”?是因为质量和能量只是互相反串角色的演员,面目可以不同,但人数不会变化;为什么我们的物理课本中有光学定律?是因为原子的核外电子在发生轨道跃迁时会释放出光子,而光子的释放又取决于电子的深层结构。

以上为宇宙的进化勾勒出了一个草图,非常清晰,条理分明。有了这个草图,科学家们所长久困惑的“宇宙为什么按简谐的法则运行”这个难题就迎刃而解了。原来,并没有一个上帝来设计这些法则,它们只不过是一个单一源头的进化过程中层层约束的综合产物——不过且慢,问题全解决了吗?没有。宇宙奇点为什么会大爆炸,普遍的说法是因为能量质量高度集中于一点达到一定程度后发生的爆炸,这个奇点状态不是高度负熵吗?继爱因斯坦后的霍金也答不出“宇宙为什么存在”这个问题,何况我等只是站在巨人肩膀上的P民。暂时在我个人的脑海里不得不存在“神秘力量”的印象,但那绝不是人格化的上帝。

熵增定律对世界观的影响分析

熵增定律对世界观的影响分析宇宙观根据熵增定律描述总结来说就是不明原因的能量热量高度集中的奇点(负熵状态)在积聚能量到一定程度后迅速膨胀,宇宙开始计时,整个宇宙系统内部能量不可逆地从高能流向低能向无序化,局部区域由于各种力的作用发生自组织效应而向有序化发展,整个系统处于零熵状态。从负熵到零熵,这是一个熵增的过程。负熵的状态从何而来?难道真的有上帝?科学探
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