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THE SECOND LAW OF THERMODYNAMICS

热力学第二定律

STEVEN PINKER 史蒂芬·平克

心理学大师

著有《语言本能》《思想本质》《心智探奇》《白板》《当下的启蒙》

热力学第二定律定义了生命、思想和人类奋斗的终极目标:利用能量和信息来对抗熵的浪潮,开辟出有益秩序的庇护所。

——史蒂芬·平克

THE SECOND LAW DEFINES THE ULTIMATE PURPOSE OF LIFE, MIND, AND HUMAN STRIVING: TO DEPLOY ENERGY AND INFORMATION TO FIGHT BACK THE TIDE OF ENTROPY AND CARVE OUT REFUGES OF BENEFICIAL ORDER.

热力学第二定律指出,在一个孤立的系统(不吸收能量的系统)中,熵永远不会减少。(第一定律是能量守恒,第三定律描述的是绝对零度不可能达到。)封闭的系统不可避免地变得不那么规则,不那么有条理,不太能够产出有趣的、有用的结果,直到最后它们会陷入阴郁的、乏味的、同质单调的平衡状态,并保持这种状态。

在最初的表述中,热力学第二定律指的是,当热量从高温物体传向低温物体时,表现为两个物体之间温度差的可用能量耗散的过程。一旦人们认识到热不是一种看不见的流体,而是分子的运动,就形成了热力学第二定律更普遍的统计学版本。现在,秩序可以用系统的所有微观上不同状态的集合来描述:在所有这些状态中,我们发现有用的状态只占可能性的一小部分,而无序或无用的状态却占绝大多数。由此可见,根据概率定律,系统的任何扰动,无论是某一部分的随机抖动,还是来自外部的重击,都将推动系统走向无序或无用。如果你离开一个沙堡,明天它将不复存在,因为风、海浪、海鸥还有小孩会吹动或移动周围的沙粒,让它们重新布局,导致除了少数沙粒以外,大部分看起来都不像沙堡。

热力学第二定律在日常生活中也得到了认可。比如下面一些俗语:“尘归尘,土归土”“土崩瓦解”“流水不腐”“糟糕的事难免会发生”“覆水难收”“可能出错的地方就会出错”。此外,还有得克萨斯州议员萨姆·雷伯恩(Sam Rayburn)所说的“任何傻瓜都可以踢倒一个谷仓,但只有木匠才能建造谷仓”。

科学家认识到,热力学第二定律不仅仅是对日常琐事的解释,它还是我们理解宇宙和自身在宇宙中的位置的基础。1915年,物理学家阿瑟·爱丁顿(Arthur Eddington)写道:

我认为,熵总是在增加的定律,在自然规律中占有至高无上的地位。如果有人指出你所钟爱的宇宙理论与麦克斯韦方程组(Maxwell's equations)不一致,你可以说这对麦克斯韦方程组来说很糟糕。如果发现它与观测结果相矛盾,你也可以说那些实验主义者有时就是会把事情搞砸。但是,如果发现你的理论与热力学第二定律相违背,那么你可就无可救药了,除了在最深的屈辱中崩溃之外,别无选择。

科学家兼小说家查尔斯·珀西·斯诺(Charles Percy Snow)在1959年其著名的演讲稿《两种文化与科学革命》( The Two Cultures and The Scientific Revolution )中,评论了他那个时代受过教育的英国人对科学的蔑视:

我曾多次出席一些人的聚会,这些人按照传统文化的标准被认为是受过良好教育的,他们一直津津乐道他们对科学家的无知感到多么难以置信。有一两次我被激怒了,我问他们有多少人能够描述热力学第二定律。他们的反应很冷淡,回答也是否定的。然而,我问的问题其实在科学上就相当于“你读过莎士比亚的作品吗”。

进化心理学家约翰·图比(John Tooby)、莱达·科斯米德斯(Leda Cosmides)和克拉克·巴雷特(Clark Barrett)最近发表了一篇关于心理科学基础的论文《热力学第二定律是心理学第一定律》。

为什么要敬畏热力学第二定律呢?因为热力学第二定律定义了生命、思想和人类奋斗的终极目标:利用能量和信息来对抗熵的浪潮,开辟出有益秩序的庇护所。低估固有的混乱倾向,不重视我们所开创的宝贵秩序,是人类愚蠢行为的主要根源。

我先要说的是,热力学第二定律暗示出,不幸可能不是任何人的错。科学革命的最大突破是否定了那种认为宇宙充满了目的性,即一切事物的发生皆有其原因的直觉。在这种原始的理解中,认为当事故、疾病、饥荒等坏的事情发生时,肯定是某人或某物希望它们发生。这反过来就会促使人们寻找被告、恶魔、替罪羊或女巫来进行惩罚。伽利略和牛顿用一个极有规律的宇宙取代了这种宇宙道德游戏,在新的宇宙中,事件是由当前的条件,而不是未来的目标引起的。热力学第二定律深化了这一发现:宇宙不仅不关心我们的欲望,而且在事件的自然过程中,它似乎会阻碍我们满足欲望。因为事情出错的方式比正确发展的方式多得多:房屋被烧毁,船只沉没,甚至战争因缺乏马蹄钉而失败,等等。

贫穷也不需要解释。在一个由熵和进化所支配的世界里,贫穷是人类的默认状态。物质不会将自己安排成为庇护所或者衣服,各种生物也竭尽所能地避免成为我们的食物。需要解释的是财富。然而,大多数关于贫困的讨论都是在争论谁该为此负责。

更为普遍的是,对第二定律的低估诱使人们将每一个尚未解决的社会问题视为他们的国家正被推向悬崖的信号。其实在宇宙的最初本质上,生命就是有问题的。但更好的办法是找到解决这些问题的方法——运用信息和能量来扩大我们对有利秩序的庇护范围,而不是掀起混乱,然后期待最好的结果。

《语言本能》《思想本质》《心智探奇》《白板》《当下的启蒙》中文简体字版已由湛庐策划、浙江人民出版社出版。——编者注 FSNEzhVAU4WzkRi0HYtC4bGT10WthpyPEGaPgzlybx8PzS0DAay5Oe57jdGsg/a7

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