我们身处一个物理之外的世界
以下文章来源于第一推动 ,作者物理之外的
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牛顿创立的经典物理学,是以“被动语态”描摹这个世界的:小河流淌、岩石下落、行星运动、恒星在被其质量所扭曲的时空中划过一道弧线。这些都不是物体的主动作为,只是顺势发生:五花八门,不可思议,但简单无情。
我顾盼七十八载,刚从厨房拿了个油桃吃罢,坐下写作。昨天,我吃力地登上我的“平衡世界”号22英尺小艇,穿过奥卡斯岛的吊车码头,再驾着它前往华盛顿州的伊斯特海湾,去买我刚才吃的那种油桃作为午后零食。我的心有点怦怦跳,我自己那颗人类的心脏,我的大部分读者也都有各自的心脏。
不过,自宇宙137亿年前宇宙大爆炸以后,我的心脏、油桃、厨房、小艇、伊斯特海湾,这些都是从何而来呢?
自从有了牛顿,我们都用物理看待现实:知道何为“真实”。但是物理并没有告诉我们,我们从何而来,如何而来,不会告诉我们心脏为什么存在,也不会告诉我们为什么我在伊斯特湾能买到油桃,更不用说,“买”是什么意思。
我们将会讨论这些话题,因为相比我们已知的部分,还有更多未知,相对于已经解释的,还有更多未解释的。
我们身处一个物理之外的世界。
我们身处一个自我构造的生命世界,但我们并没有可以把这说清的概念。一棵树,从种子开始,构造自己、朝着阳光伸展自己,我们能够看到但却无从解说;一片森林也是这样构造自己,生根抽枝,一声不响、仿佛期待着什么。我们的生物圈,在多样性的水平上竭尽全力地生长,持续了37亿年。长颈鹿?30亿年前有谁会知道吗?那时没人会知道。油桃?那时根本不知道会有这东西。
我们估算,在已知宇宙中的10的22次方(1022)颗恒星中,50% 到90%会有环绕它们的行星。我一直这么想也这么说:如果到处有生命,那么宇宙各处都有变化,虽基于物理、但超出了我们已知的所有物理。
有1022个生物圈,这种想法让我震惊。是的,我们震惊于哈勃呈现的宇宙大约有1011个星系的图景,但是不是真有1022个和我们地球一样的生物圈?这不是“物理之外的一个世界”,而是“物理之外的很多世界”了,就跟我们已知的全部的物理世界一样巨大,这几乎不可估量。
在科学中,我们没有一个概念是关于自我构造的体系的。我这里要介绍一个梅尔•蒙特维尔(MaëlMontévil)和马提奥•莫西奥(Mateo Mossio) 2015年提出的重要概念:约束闭合体系(constraintclosure)。这两位年轻的科学家发现了生物系统构成中被遗忘那个——也许是最重要的那个——概念!我们来清楚理解它、运用它。这里的想法有点复杂,但并不晦涩,我们会懂的。不过我们现在姑且这样来理解**“约束闭合体系”:这是一个集合,既包含一组作用于非平衡体系中能量释放过程的约束条件、又包含使这个系统构建自己约束条件的过程。**这是一个了不起的想法。细胞就是这么干的,汽车则不会。
有生命的系统满足约束闭合体系,进行所谓的“热力学功周期”,这样自我繁殖。有生命的系统同时也会出现达尔文所谓的可遗传变异、于是能够进行自然选择,从而演化。关于后者,我在之前写的几本书中提到过,但我同时感到困惑的就是也许其中有所疏漏。现在约束闭合体系的概念,仿佛是拼图上关键的一片,把之前的疏漏填满了。
演化是无法提前预知的:会演化产生什么,来提高生物圈的复杂程度,是不可预知的——我只能这么说了。我们都是演化的产物,长颈鹿、油桃、海参,也都如此。
几年前,我的一位物理学家朋友过70大寿时,他拿生物学家看世界的方式开起了玩笑。如果伽利略是和生物学家一起登上比萨斜塔,那么他们也许会扔下红色的石头、橙色的石头、粉色的石头、蓝色的石头、绿色的石头……
我的物理学家朋友们都会意地笑起来。物理学家是在力求简化、寻找规律,而生物学家则在研究生命如何变复杂。这当然啦,红色的石头是长颈鹿、橙色的石头是油桃、蓝色的石头是海参、绿色的石头就是我们人类自己吧。不过问题并不是海参、长颈鹿、人、还是油桃,哪个下落最快,而是,追根溯源,它们究竟是怎么来的?
物理学家不会知道。没有人知道。
这是一个物理之外的世界。
达尔文告诉我们,新的物种需要在既已拥挤的大自然中抢得一席之地,才能生存下来:对,但也不对。生物,只要存在,就已经创造出了一个让其他生物生存的特定条件。大自然中那让新的物种得以生存的“一席之地”,正是已经存在的物种构建出来的;前者的生存,又创造出了更多的让新物种涌现的“一席之地”。
生物圈的繁荣,创造出了更新的变化的可能性,会变得更多元、更丰富。
对于全球经济的蓬勃发展,也是一样的道理——不过几乎不曾被注意。新的产品创造出了更新产品的生存空间:万维网的发明,创造出了网络购物,从而有了易趣网和亚马逊;这进而又反过来创造出更多网上的内容,从而给了搜索引擎——比如谷歌——发展的空间;对于投身这场游戏的生意人,研究搜索引擎的算法,可以卖出更多商品。或者,看看iPhone的应用程序,一个催生另一个,还有了“屏蔽”广告的程序,让你屏蔽浏览器中兜售商品的广告。
**我们几乎毫无洞见和预知地蹒跚来到这个世界——这个随着我们趔趄前进、却使一切变得可能的世界。**我能去伊斯特海湾,买到油桃。
我们本以为,在物理——狭义和广义相对论、有了标准模型的量子力学和量子场论——之中,我们可以找到推演世界终极变化方向的基础。我们没有做到。终极变化也许基于这些基础,但却无法从此推演而来。这终极变化,一种不可知晓的变化力量,从基础的海港里溜了出来、自由漂泊。正如赫拉克利特所说:世界如泡泡一般飘向前。
(摘自《物理之外的世界》序)
《物理之外的世界》
[美]斯图尔特·考夫曼 著
湖南科学技术出版社·原力
2021年06月出版
目录
序
第一章 世界不是一台机器
原子水平之上“非遍历”的宇宙
第二定律之外
人的心脏为什么存在?
生物体是什么?
世界若像一台机器
第二章 功能的功能
第三章 传播组织
功
边界条件、功、和熵
约束功周期
非传播和传播的功
约束闭合体系——及其他
两个闭合体系
自我繁殖的潜力:三个闭合体系
并不神秘的整体观
物理学的通用性和生物学的特异性
过程组织形式的传播
第四章 解密生命
RNA的世界
脂的世界
随机图像的连接
从计算机到实验室
生命的三个闭合体系
生命,是分子多样性诞下的女儿
“生命力”
第五章 如何制造新陈代谢
碳氢氮氧磷硫(CHNOPS)
对反应图谱作一些初步猜测
走进实验室
将新陈代谢系统和共同自催化集体组装起来
第六章 原初细胞
戴默-迪默场景
前进到达原初细胞
熵和持续的自我构建
没有说的事情
第七章 可遗传变异
第八章 我们玩的游戏
对世界的感觉、评价和回应
移动
从物质到意义
工具性的应然
我们所玩的花哨的游戏
插曲
帕特里克的故事!
鲁伯特的故事
原初细胞斯赖的神奇故事
格斯的故事
第九章 舞台已经搭好了
生物圈在多样性上的爆炸式增长
我们无法将这种变化数学化
情境依赖的信息
第十章 扩展适应和螺丝刀
预适应和扩展适应
螺丝刀的多种用途
应急装置、凑合着用
第十一章物理之外的世界
熵和演化
生态位的创造是自我放大的
定律之外:生物学不能被还原为物理学
生物圈的变化不受定律限制
还原论失败了
尾声 经济的演化
经济网络是什么?
“需求”的两层意义
窥探信息技术行业的演化
经济网络中的邻近的可能性
有算法可循的邻近可能性
无算法的、不可预知的邻近可能性
情境的多样性和用途的多样性
扩大着的网络正是它自己进一步扩大所需的不断增加的情境
对经济学增长的标准模型的简单评论
一个邻近可能性的初步统计学模型
wangjie2021-09-01 07:52:35
易趣网。暴露年龄了哈哈
侯伟2021-09-01 07:51:39
看不过来了……
sunkurt2021-09-01 06:58:51
10的22次方,显示好像有点问题,显示是1022 [调皮]
崔鹏chris2021-09-01 06:20:15
如泡泡一般飘向前的世界, 无法推演而来的终极变化。