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第一节
时间的箭头与尽头:作为熵世的人类世

“人类世”这个将人类、行星与时间关联在一起的概念,进入学界视野的时间并不长。

2000年,诺贝尔奖得主、大气化学家保罗·克鲁岑与生物学家尤金·斯托默以“人类世”为题,合写了一篇篇幅短小的文章。 [1] 随后数年间,克鲁岑独著以及与人合写多篇论文阐述“人类世”,并引起越来越多的、来自不同学科的学者之关注与跟进。 [2] 在克鲁岑看来,工业革命(尤其是1784年詹姆斯·瓦特发明蒸汽引擎)以降,人类这个单一物种仅凭自身,对这个行星的面貌变化所造成的影响就如此之大,以至于构成了一个独特的地质学纪元。

人类世的到来,一方面标识了人类这个物种所发展出的“文明”的巨大力量,另一方面也恰恰指向它在行星层面所导致的诸种巨大问题。行星尺度的生态变异与随时可能到来的技术奇点,使物种意义上的人类,生活在 剩余时间 中。而全球共同体秩序在本体论层面上的无根性,则使得人类即便取得高度的文明性成就,但结构性地内嵌彼此杀戮至死的 文明性危机

故此,我们有必要用“人类世文明”(Anthropocenic civilization)一词,来取代“人类文明”(human civilization),从而标识出这个文明当下的双重性格——既成就非凡,又危机缠身。 在进入人类世之前,农耕生活的人类已经通过有组织的活动不断影响和改造着行星。但在晚近数百年的人类主义(humanism,汉语学界通常译为“人文主义”或“人本主义”)框架下,人类开始 有意识地 做这件事,行星被按照人类对它的“知识”而重制。

在人类世中,人类“文明”已经取得如此强大的支配性力量,以至于“自然”变成了一个彻底的 虚构 。人类学家布鲁诺·拉图尔提出:在人类世中,整个地球的“人工化”(artificialization),使得“自然”这个理念同“原野”(wilderness)一样被遗弃,“好也好坏也好,我们进入了一个 后自然 时期”。人类世令作为稳定背景的“自然”荡然无存,并进而使“社会科学与自然科学的区分,被彻底模糊化了;自然与社会皆无法完好无损地进入人类世界,等待被和平地予以‘调和’”。 [3]

技术哲学家贝尔纳·斯蒂格勒在其《负人类世》一著中,进一步将人类世称为“熵世”,因为在这个时期熵剧烈增加,尤其是生物圈熵增速度急剧蹿升,“人类世抵达了其生命界限”。在斯氏看来,人类世就是“一个行星尺度上操作的大规模且高速的毁灭过程”。 [4]

那么,什么是“熵”?“熵世”(一个后自然的地质学纪元)何以是一个毁灭过程?

“熵”(entropy)这个古希腊词被十九世纪物理学家和数学家鲁道夫·克劳修斯引入热力学,用以度量热量的单向不可逆过程(亦即,热量只能从高温物体传到低温物体,而非相反)的单位。物体所包含的热量,就是其内部快速运动的分子能量的度量。实际上,能量(无论是机械能、化学能、电能还是势能)都会把自己转化为热能,它会传到冷的物体,但不再能够免费取回来了。 在这个过程中,能量总值并未减少(根据热力学第一定律亦即能量守恒定律,孤立系统的总能量不会变),但有用性却会下降——如果存在着一个高温热源与一个低温热源,我们就可以利用它们来做功(如运作热力机械),但如果两个热源都有相同的温度,就无法用以做功。

在孤立系统中,熵只会增加或保持不变,但永不减少。这就是著名的热力学第二定律,在经典物理学里,它是唯一能够标识出时间“箭头”的定律:只有在有热量转化的地方,才会有过去与未来的差别。 [5] 孤立的封闭系统中,总能量保持不变,但熵却会增加,而且无法回转。如果仅仅从能源守恒来看,那么我们就不用担心能源危机,然而当我们消耗了燃料后,尽管世界上总能量没有变少,但变得更难使用,并且更加分散(“耗散”)。

熵亦可以大致对应一个封闭系统的无序程度。 水晶里的分子排列相当有序,熵很低;而空气里的分子随机运动,熵就很高。事物进入无序状态,要比进入有序状态容易得多,并且在没有能量从外部输入的情况下,一个系统内部的事物会自然而然地倾向于变得无序,就如你的书房如果无人打扫(从外部“做功”)的话,便会倾向于变得越来越乱。

统计力学创始者路德维希·玻耳兹曼从原子尺度出发(克劳修斯那个年代的物理学家对原子尚毫无概念),把熵界定为“关于原子的特殊微观尺度排列方式的数目的度量,从宏观尺度的视角来看无从区分”。 [6] 换言之,给定任何一个系统,在不改变宏观的总体特征的前提下,计算组分有多少种不同的排列方式(微观状态的数量),得出的结果就是系统的熵。

水晶里分子排列方式的数量(分子无法随机运动),要远小于空气里分子排列方式的数量(分子不断随机运动)。在空气里挥一挥手,就重排了数以亿亿计的空气分子的位置,但并不改变空气的宏观特征。如果一块水晶里有同样多分子改变了位置,那它的晶体结构必然遭到破坏,宏观特征发生剧烈改变——出现这个状况,很可能是水晶碎成了一大堆水晶碎片。此时分子排列方式的数量剧烈增加,这也就意味着,熵剧烈增加。

熵度量的是微观状态的数量,一个系统的可能微观状态越多,熵就越高。 高熵状态意味着组分重新排列不会太显眼(在挥手前空气分子是均匀分布的,挥手后仍是均匀分布),而低熵状态则意味着组分排列一旦改变就会马上被注意到。

理论物理学家、科普达人史蒂芬·霍金用拼图板作为例子:只有一个排列方式可以拼成一幅完整图案,没有不改变外观的重排法;而无序放置,则可以有非常巨量的排列方式,并且排列发生变化后不太会被注意到。前者是低熵状态,后者则熵很高。 [7] 由于低熵状态对应的微观排列方式要远远少于高熵状态的微观排列方式,当系统发生演化时,通向高熵状态的演化,具有压倒性的概率。孤立系统倾向于从不常见的排列演化为常见排列,这是热力学第二定律的更精准表述。

我们看到,熵告诉了我们一个处于某特殊状态的封闭系统的演化方向。如理论物理学家卡洛·罗韦利所写,

让世界运转的不是诸种能源(sources of energy),而是诸种低熵源(sources of low entropy)。没有低熵,能量将会稀释成相同的热量,世界会在一种热均衡状态中睡去——过去和未来不再有任何区分,一切都不会发生。 [8]

热均衡态,就是熵达到最大值的状态,无法再变成别的状态:所有粒子都均匀分布,做着随机运动,所有互相触动的物体都是同样的温度。 这种彻底均质的状态,充满无序的变动,但不再有差异化的变化与流动。尽管能量没有减少,但变成不再可以使用。熵不会再增加,但也不会减少,系统彻底陷入死寂,不会再有变化。世界处于热均衡态,便不再有时间的向度,在里面,因果关系确定的事件可以继续发生——物理学把这种状态称作“热寂”(heat death)。处于均衡态的宇宙,不可能具有复杂性:倘若有复杂性存在,粒子随机运动会立即把它破坏。一切生命(具有复杂性与自组织性),在该状态中都不再可能存在。

好在我们所处的行星既不是一个封闭系统,也远远没有达到热均衡态。能量(热量)从高温的太阳流向低温的地球,而地球则会再辐射给更低温的太空——否则地球迟早会和太阳达成热均衡,温度一样高。关键是,地球辐射给太空的热量的熵,比它从太阳那里得到的要高得多。地球上的所有生命,都要感谢这个不起眼的热量流动过程。如果整个行星熵增速度使得它来不及以高熵辐射方式散发出去(我们已经把工业化的废料乃至生活垃圾往太空投放了),那么这个行星将越来越不适合生命生存。

人类世的危机,便正在于此:在人类世中,行星正在快速变得不适合生命生存,行星层面的熵急剧增加。

人类世的快速熵增并不只是显现在物质层面上,并且还显现在文化层面上。理论物理学家肖恩·卡罗尔曾引用托马斯·品钦的短篇小说《熵》中的一段话,来论述我们当下所处身的社会—文化状况:

他看到年轻一代看待麦迪逊大道的脾性,就和他自己当年看待华尔街一模一样;他也在美国的“消费主义”中找到一种相似的趋势,从概率最低到最高,从差异化到同一性,从有秩序的个性到一种混乱。……他预见了其文化的热寂,在那里理念就像热能一样不再能够得到转移,因为每个地点最终都将有相同分量的能量;相应地,智识性的运动将停歇。 [9]

人类(智人)从其他物种中逐渐脱颖而出,得益自智慧的有效传递(“智识性的运动”)与文明的负熵性秩序(政治智慧的成果)。 然而在今天,人类文明,已成为行星层面的人类世文明。如果说人类文明的定义性特征(defining feature)是负熵性秩序的话,那么人类世文明的定义性特征,恰恰便是该秩序的坍塌。

在人类世文明中,负熵正在被剧烈消耗——从行星层级“热战”(两次世界大战)到晚近的诸种全球政治危机(如唐纳德·特朗普发起的一系列贸易战、技术战)以及生态灾难(如2019年烧掉地球三分之一个肺的亚马孙森林大火)。同样在人类世文明中,我们正在集体性地见证第六次物种大灭绝;而这个大灭绝进程,最终将包括人类自己。

诚然,人类世可以被妥当地称为“熵世”——行星层面的无序与混乱程度,正在加速飙升。正是在这样的背景下,2020年8月于全球新冠肺炎大流行中选择告别这个世界的斯蒂格勒这样形容人类世:“一个行星尺度上操作的大规模且高速的毁灭过程。”

熵,是时间箭头。

热寂,是时间尽头。

行星尺度上剧烈熵增的人类世,是一个加速进行着的毁灭过程。

[1] Paul J. Crutzen and Eugene F. Stoermer, “The Anthropocene,” IGBP Newsletter 41,2000, pp. 17—18.

[2] Paul J. Crutzen, “Geology of Mankind: The Anthropocene,” Nature 415, 2002, p. 23;Paul J. Crutzen and Will Steffen, “How Long Have We Been in the AnthropoceneEra?” Climatic Change 61 (3), 2003, pp. 251—257; Paul Crutzen and Eugene F. Stoermer,“Have we entered the ‘Anthropocene’?”, Global IGBP Change , October 31, 2010.

[3] 在现代,“自然”已经不具有规范性的向度(“自然法”“自然正确”“自然秩序”……)。拉图尔讲得很犀利:自然科学研究“没有人的自然世界”,而社会科学则研究“没有对象的社会世界”;然而,在人类世中,两者皆不再能够成立。Bruno Latour, Facing Gaia: Eight Lectures on the New Climatic Regime , trans.Catherine Porter, Cambridge: Polity, 2017, pp. 142, 22, 3, 112, 120-121, emphasis in original.

[4] Bernard Stiegler, The Neganthropocene , trans. Daniel Ross, London: Open Humanities Press, 2018, pp. 14l, 51-52; 斯洛特戴克、斯蒂格勒:《“欢迎来到人类纪”——彼得·斯洛特戴克和贝尔纳·斯蒂格勒的对谈》,《新美术》2017年第2期,第24—25页。

[5] See Carlo Rovelli, The Order of Time , trans. Erica Segre and Simon Carnell, New York:Riverhead Books, 2018 (ebook), pp. 20-21.

[6] Quoted in Sean Carroll, From Eternity to Here: The Quest for the Ultimate Theory of Time , New York: Penguin, 2010, p. 37.

[7] Stephen W. Hawking, The Theory of Everything: The Origin and Fate of the Universe ,Beverly Hills: Phoenix Books, 2005, pp. 107-108.

[8] Rovelli, The Order of Time , pp. 96-97.

[9] Quoted in Carroll, From Eternity to Here: The Quest for the Ultimate Theory of Time , p.40. UUl/wAZlrg2qk5fyf+tFHs6CeGNRnTr+Olq/EvjOxDZbts7OWETu7RROIYD1iMq9

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