熵:为什么生活总是变得更复杂

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墨菲定律说:“任何可能出错的事情,都会出错。”

什么是熵?以下是一个简单的思考方法。

想象一下,你拿了一盒拼图块,把它们扔到桌子上。从理论上讲,当你把这些碎片从盒子里扔出来时,它们有可能完美地落在合适的位置,并形成一个完整的拼图。但事实上,这种情况从未发生过。

为什么?

很简单,因为出现其它情况的几率是压倒性的多。每一块都必须落在正确的位置,才能创造出一个完整的拼图。这只有一种可能的状态,其中每一个片段都是有序的。然而,几乎有无限多的其它状态,其中的片段是无序的。从数学上讲,有序的结果根本不太可能随机地发生。

同样,如果你在海滩上建了一座沙堡,几天后再回来,它也就不复存在了。只有一种沙粒组合看起来像你的沙堡。与此同时,有几乎无限多的组合看起来不像这样。

同样,在理论上,风浪有可能使沙子四处移动,形成沙堡的形状。但实际上,这种情况从未发生过。沙粒散落成一团的几率像天文学数字一样高。

这些简单的例子抓住了熵的本质。熵是无序的度量。而且总是存在比有秩序的变化更无序的变化。

●为什么熵对你的生活很重要? ●

熵的一个至关重要的性质是,它总是随着时间的推移而增加的。

事物失去秩序是自然的趋势。任凭自己的安排,生活总是会变得不那么有条理。沙堡被冲走了。杂草长满花园。古老的遗迹崩塌了。汽车开始生锈。人们逐渐衰老。随着时间的推移,即使是山脉也会被侵蚀,其精确的边缘会变得圆润。不可避免的趋势是事情变得不那么有条理。

这就是热力学第二定律。它是化学的基本概念之一,也是宇宙的基本规律之一。热力学第二定律指出,封闭系统的熵永远不会减少。

伟大的英国科学家阿瑟·埃丁顿(Arthur Eddington)声称:“我认为,熵总是增加的定律在自然定律中占据着至高无上的地位。”

没有什么终究能逃脱热力学第二定律。熵的驱动力是永恒的。一切都会腐烂。混乱总是增加。

●如果不努力,生活将一团糟 ●

在你沮丧之前,有个好消息。

你可以反抗熵的驱动力。你可以解开一个零散的谜题。你可以把花园里的杂草拔掉。你可以打扫一个脏乱的房间。你可以把一些个人组织成一个有凝聚力的团队。

但由于宇宙自然地滑向无序,你必须消耗能量来创造稳定、结构和简单。成功的人际关系需要关心和关注。成功的房子需要清洁和维护。成功的团队需要沟通和协作。不努力,事情就会变糟。

这种观点认为,随着时间的推移,疾病有自然增长的趋势,我们可以通过消耗能量来抵消这种趋势,这揭示了生命的核心目的。我们必须努力创造有用的秩序类型,这些秩序具有足够的弹性,能够承受熵的无情拉动。

“生命、心灵和人类奋斗的最终目的:利用能量和信息来反击熵的浪潮,开辟有益秩序的庇护所。”—史蒂文·平克(Steven Pinker)

在混乱面前维持秩序是不容易的。用巴塔哥尼亚(Patagonia)的创始人伊冯·乔伊纳尔(Yvon Chouinard)的话说,“世界上最难的事情就是简化你的生活,因为一切都在把你拉得越来越复杂。”

熵总是自然增加的。使事情重新有序的唯一方法是增加能量。秩序需要努力。

●日常生活中的熵 ●

熵有助于解释日常生活中的许多奥秘和经验。以下是一些例子。

1 为什么生命是非凡的

考虑一下人体。

组成你身体的原子的集合可以以几乎无限的方式排列,几乎所有的原子都不会导致任何形式的生命。从数学上讲,你出现的可能性是几乎为零。你是一个不太可能的原子组合。但是,你却存在于世。这个偶然多么了不起。

在一个天天被熵主宰着的宇宙中,居然有这样的组织、结构和稳定性的生命存在,这让我们感慨万千。

2 为什么艺术是美丽的

熵很好地解释了为什么艺术和美在审美上如此令人愉悦。艺术家创造了一种秩序和对称的形式,很可能,宇宙永远不会自然产生(艺术)。漂亮组合的数量远远少于总组合的数量。同样,考虑到一张脸本来有很多不对称的方式,一张对称的脸当是多么罕见且美丽无比。

在混乱的宇宙中,美是罕见的,而且不太可能。这给了我们保护艺术的好理由。我们应该守护它,把它当作神圣的东西。

3 为什么婚姻很难

文学史上最著名的开场白之一是列奥·托尔斯泰(Leo Tolstoy)的《安娜卡列尼娜》(Anna Karenina)中的语句:“幸福的家庭都是相似的;每个不幸的家庭都有自己的不幸。”

婚姻失败的方式有很多:经济压力、父母问题、疯狂的姻亲、核心价值观冲突、缺乏信任、不忠等等。其中任何一个方面的缺陷都可能毁掉一个家庭。

然而,要快乐,你需要在每个主要方面取得一定程度的成功。因此,所有幸福的家庭都是相似的,因为他们都有相似的结构。无序可以以多种方式发生,但有序只能在少数情况下发生。

4 为什么没有最优生存环境

你有自己独特的才能、技能和兴趣。但你也生活在一个更大的社会和文化中,这个环境不是按照你的特定能力来设计的。根据我们对熵的了解,你认为你成长的环境对你的天赋来说也是最佳环境的可能性有多大?

生活不太可能给你一个完全符合你优点的环境。在你可能遇到的所有场景中,你更可能遇到一个不符合你天赋的场景。

进化生物学家用一个叫做“不匹配条件”(mismatch conditions)的术语来描述一个有机体不太适合它所面临的条件。对于不匹配的情况,我们有一个常见的短语:“像鱼儿离水”(like a fish out of water)或“带刀去枪战”(bring a knife to a gunfight)。显然,当你处于不匹配的情况下,成功、有用和获胜都比较困难。

你很可能会在生活中遇到不匹配的情况。至少,生活不会是最理想的,也许你不是在最适合你兴趣的文化中成长,也许你接触了错误的主题或运动,也许你出生在错误的历史时期。你生活在不匹配的环境中的可能性要比生活在匹配良好的环境中的可能性大得多。

知道了这一点后,你必须自己去设计你理想的生活方式。你必须把一个不匹配的条件变成一个匹配良好的条件。最佳生活是设计的,而不是发现的。

●墨菲定律在宇宙中的应用 ●

最后,让我们回到墨菲定律:“任何可能出错的事情,都会出错。”

熵提供了一个很好的解释,为什么墨菲定律似乎在生活中经常出现。事情出差错的方式比正确的方式多。生活中的困难并不是因为行星错位或是因为一些宇宙力量与你密谋。这只是熵在起作用。正如一位科学家所说,“熵有点像墨菲定律适用于整个宇宙。”

生活有问题不是谁的错。这只是一个概率定律。无序状态多,有序状态少。考虑到与我们不利的可能性,值得注意的不是生活有问题,而是我们完全可以解决问题。

注释:

一个封闭的系统是不从外部吸收任何能量的系统。换言之,除非你增加外部能量来保持事物的有序,否则任何封闭系统的自然趋势就是变得更加无序。

对于科学挑剔者来说:从长远来看,你永远无法逆转熵。无数亿年后,宇宙中的每一个原子都将被散射和扩散,使得熵最大化,没有任何东西是有序的。但在短期内,我们可以在生活中创造当地的秩序。

正如著名科学家史蒂文·平克(StevenPinker)所指出的,“第二定律定义了生命、思想和人类奋斗的最终目的:利用能量和信息来反击熵的浪潮,并开辟有益秩序的避难所。”

有趣的是,生命的最初形式就是这样产生的。当太阳照在地球上时,它提供了额外的能量,使分子形成能够抵抗熵的混乱的结构。额外的能量帮助最初的生命维持秩序。

●END ●

原文:Entropy: Why Life Always Seems to GetMore Complicated

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翻译 | 学位论文写作工作组