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除了三观,也许你还应该知道宇宙观(1)

2018-02-08  本文已影响0人  684068e44654

除了三观,也许你还应该听说过宇宙观。

仰观宇宙之大,俯察品类之盛。永和九年,王羲之便留下这份深刻隽永。

这种古来就有的气势,如今,我们也应该好好品尝。



一. 宇宙

每当星空降临,抬头仰望,我总会感叹:宇宙为什么存在?宇宙有什么终极目标吗?

银河(源自网络)

1.1 宇宙的大方向


如果说宇宙一定有一个自诞生以来的大方向,那就是要把“熵”最大化。

熵是一个物理概念,你可以认为它描写的是一个体系的“混乱”程度。整齐有序就是低熵,杂乱无章就是高熵。

有序--混乱(源自网络)

比如一杯水里的水分子聚在一起是低熵,把这杯水放在房间里时间长了,水分子会扩散出去,弥漫到整个房间,就是熵增加。我们从来都是看到水分子的扩散,从来没有一屋子水蒸气都自己跑到一个杯子里变成一杯水的情况。

宇宙最大的规律,就是混乱程度只会不断增加,房间只会越来越乱 —— 这就是著名的“热力学第二定律”

根据热力学第二定律预测,封闭系统的熵总是增加。把整个宇宙看做一个整体,宇宙的秩序总是在减少,混乱总是在增加。一直到最后,所有的星星都会熄灭,所有的秩序都会变成混乱,宇宙变成了无生趣的一盘散沙,到处的温度都一样,再也没有什么值得流动的了,整个宇宙寂静了,这就是所谓“热寂”。

可以说宇宙的“大方向”,就是达到热寂。

这是非常令人沮丧的未来。我们一切的奋斗、一切的折腾都只是在加剧熵的增加,最后的大结局只能是像《红楼梦》一样,“白茫茫一片大地真干净”。

但是因为引力,宇宙还有一个小方向。



1.2 宇宙的小方向


引力总是把东西聚集在一起。正因为引力的存在,宇宙中才会有恒星和行星,恒星发火发热,我们才能看到宇宙中美丽的秩序。

说到这里,有一个非常重要的问题:引力是否让熵减少了?

表面上看,一大堆杂乱无章的物质在引力的作用下聚集在一起了,他们的排列显然变得更加有序,所以引力似乎是一个减少熵的力量?有很多人认为引力是在跟熵斗争,能让宇宙摆脱热寂命运……其实不能。

事实上,引力仍然在让熵增加。

因为只要存在互相之间的碰撞摩擦,速度化为了热量,总的熵还是增加了。所以坏消息是引力只会让热寂来得更快。

而好消息是因为引力的存在,我们通往热寂的这条路变得更有趣了。这就是宇宙的小方向: 它有时候喜欢在局部制造一些有序的结构。

这种在混乱中自动产生局部的秩序的过程,叫做“自组织” —— 也就是自己就组织起来了。自组织现象并不罕见,比如雪花就是水分子自组织的结果。生命就是这么一种自组织的原子集合。

2013年,麻省理工学院一个当时只有31岁的教授,叫杰里米·英格兰(Jeremy England),提出一个非常厉害的理论,叫做“耗散驱动的适应(dissipation-driven adaptation)”。  他这个理论涉及到复杂的数学,但是基本原理很容易说清楚:如果有一群原子是被某个外部能源驱动的,那么这些原子就会逐渐组织起来,形成某种结构 —— 而这个结构能够最大限度地吸收和消耗能量。

表面上看,生命是非常有秩序的。我们自身就是一台台无比精密的机器,我们还喜欢把身边的东西弄得整齐有序,家里干干净净,城市漂亮整洁。

如果生命代表秩序,那生命违反了宇宙“制造混乱”这个大方向了吗?没有。这个问题早在1944年就被物理学家薛定谔在《生命是什么》这本书里说明白了:生命的确减少了自己的熵,但是它这么做的时候一直在加剧增加周围环境的熵。因为你的存在,虽然宇宙的局部增加了秩序,但是整体来说是加剧了混乱。


1.3 感悟


宇宙的大方向是让混乱越多越好,希望能快速达到热寂。

而宇宙的小方向是在局部呈现一些秩序。正是这个小方向,使得生命的出现成为可能。

但是这两个方向并不矛盾,局部的秩序只能进一步加剧整体的混乱。所以你甚至可以说,宇宙为了能更快地达到热寂,而“发明”了生命。

正如朝菌不知晦朔,蟪蛄不知春秋。哀吾生之须臾,羡长江之无穷也。

时空的长河里,生命又该如何自处呢?请看第二章。

祝好,

新年快乐。

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