近期热门的精选读物《第一推动丛书·弦理论之争系列》,幽默有趣非常动人!(30)

2023-07-21 来源:旧番剧
这才是关键之所在。
对于玻尔兹曼而言,意识到整个宇宙可归结为同样的分析只是迈进了一小步。当你环顾宇宙时,你所看到的会是大量的生物组织、化学结构和物理序列。虽然整个宇宙可以处于一种完全无组织的混乱状态,但它不是这样。这是为什么呢?这种有序来自哪里呢?就像冰块一样,从概率的立场看,我们今天所看到的宇宙不可能从遥远的过去更加有序的状态(这种可能性就更小了)慢慢地演化成今天的样子。实际上,由于宇宙的组成部分如此之多,有序和无序状态的规模就被放大了。因此酒吧里的真实状况就是整个宇宙状况的真实写照:更有可能的是——毫无疑问极有可能——我们今天所见的整个宇宙来自于一种正常的、毫不出奇的、高熵的、完全混乱的状态的统计学涨落。
尝试着用这种方式来思考一下整个问题:如果你将一把硬币一次又一次地抛向空中,它们迟早都会正面落地。如果你有足够多的耐心一次又一次地把《战争与和平》的混乱的页面扔向空中,它们迟早都会以正确的顺序落地。如果你拿一瓶跑了气的可乐等待,随机运动的二氧化碳分子迟早都会重新回到瓶子里的。对于玻尔兹曼的批判者而言,如果宇宙等待足够长的时间——几乎是永恒的等待——其普通的、高熵的、高概率的、完全混乱的状态将通过粒子的移动、碰撞、随机运动和辐射,最终碰巧融合形成我们现在所看到的结构。我们的身体和大脑——储存着记忆、知识和技能——完全形成于混沌,甚至记忆中的过去也可能从未真的发生过。我们所了解的每一件事物,我们所看重的每一件东西,不过是稀有但意料之内会偶尔发生的统计涨落,这种涨落会暂时打破近似永恒的无序状态。如图6.4所示。
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许多年前当我第一次了解到这种想法时,我很是震惊。在那之前,我曾经认为我对熵的概念理解得还不错,但事实是,按着我学习的教科书的思路,我只能想到将熵应用于未来。而且,正如我们刚刚看到的那样,若我们将熵的概念用于关于未来的讨论,则一切都和我们的直觉和经验相符,而一旦将熵的概念用于讨论过去,则一切又与我们的直觉和经验相矛盾。这种感觉或许还没差到突然得知自己被相交多年的老朋友出卖了那么糟糕,但是对我来说,其实也差不多。
然而,有时候我们的结论最好不要下得太早,熵的表现未如预期恰恰为我们带来了一个很重要的例子。你或许正在想,我们所熟悉的各种思想突然变得面目全非,这种事情一时真难消化。而且,关于宇宙的这种解释并不“仅仅”动摇了那些我们认为真实又重要的东西,它还留下了一些尚未有答案的重要问题。比如说,今天宇宙有序度越高——图6.4中的凹陷越深——使其发生的统计涨落就越让人觉得不可思议且不可能。因此,如果宇宙有什么捷径可走,在不需要实际上的那么高有序度的情况下,使事物多少看起来像是我们现在所看到的这样,那么概率上的原因就会使我们相信它真的会那么做。但当我们研究宇宙时,发现错失的机会实在太多了,因为很多事物的有序度都比其本来需要的多。如果迈克尔·杰克逊从没有灌制过《战栗》这张唱片,这张唱片分布在世界各地的数百万份拷贝的存在只不过是朝向低熵的反常涨落,那么相对来说,拷贝只有100万份或50万份甚至只有几份的话,这种反常涨落就显得没那么严重。
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