本文以“一切都是守恒的”為基本假設(shè)，假設(shè)一切對(duì)立事物的量是相等的，如果它們完全抵消得到的將是虛無。發(fā)現(xiàn)不守恒現(xiàn)象是因?yàn)槲覀兲幵谔囟ǖ慕嵌扔^察，這包含在更大的守恒中。以自然選擇、涌現(xiàn)、自組織和智能等不守恒現(xiàn)象為例，進(jìn)一步闡述如何從守恒的角度理解宇宙。
1? 基本假設(shè)：一切都是守恒的
假設(shè)一切對(duì)立事物的量是相等的，如果它們完全抵消得到的是虛無。如果某對(duì)立事物抵消后得到的不是虛無則說明它們不是完全的對(duì)立，而是屬于更大的對(duì)立事物中的同一種。例如電荷守恒定律：整個(gè)宇宙的正電荷和負(fù)電荷是相等的，總電荷量保持不變且代數(shù)和為零。如果正負(fù)電荷結(jié)合時(shí)會(huì)釋放能量或者其他事物，那么說明正負(fù)電荷不是完全的對(duì)立，從電荷的角度來看是統(tǒng)一的。
雖然一切都是守恒的，但是從特定角度觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)不守恒現(xiàn)象，這其實(shí)是更大的守恒的體現(xiàn)。特定的角度本身是對(duì)立事物的一個(gè)面或者很多種對(duì)立事物的一個(gè)面的疊加，從所有角度綜合來看是守恒的。例如空間是一種角度，在一定空間范圍內(nèi)正電荷可能多于負(fù)電荷，但是所有空間里正負(fù)電荷是相等的。再如時(shí)間也是一種角度，人類的任何決定的得失是相等的，只是表現(xiàn)為時(shí)間上的差異。我們認(rèn)為某個(gè)決定是正確的，是因?yàn)閷?duì)我們所處的時(shí)間來說得到的更多，等量的失去會(huì)在未來表現(xiàn)出來。同樣的，宇宙中存在著對(duì)稱性破缺，是因?yàn)閺奶囟ǖ慕嵌龋ū热缬钪娴哪硞€(gè)發(fā)展階段）觀察導(dǎo)致的。
守恒可以嵌套，大的對(duì)立面內(nèi)部的小的對(duì)立面也是守恒的。例如假設(shè)物質(zhì)和反物質(zhì)是等量的，同時(shí)物質(zhì)內(nèi)部又有正負(fù)電荷的守恒。守恒還可以疊加，多種守恒可以同時(shí)存在于同一事物上。例如前文所述的大多數(shù)角度是對(duì)立面疊加的結(jié)果，很難說某兩個(gè)角度是對(duì)立的，因?yàn)樗鼈冊(cè)谟械姆矫媸菍?duì)立的，有的方面是相同的；有的方面對(duì)立程度大，有的方面對(duì)立程度小等等，但是所有角度的這些對(duì)立面的總量是守恒的。
值得指出的是，“一切都是守恒的”是一種歸納得出的猜想，難以證明或證偽。如果要證偽，舉出一個(gè)不守恒的例子，則可以以“處在特定的角度，只看到了一個(gè)方面”反駁；同理，用守恒的例子來佐證時(shí)，也可以以“存在著未知的不守恒”反駁。如果無法從理論上證明，那么只要沒有窮盡宇宙之理就無法確定其成立與否。因此，“一切都是守恒的”更多的是一種思維方式或信念。
2? 廣義的自然選擇
我們已經(jīng)知道即使一切是守恒的，從特定角度觀察也會(huì)發(fā)現(xiàn)不守恒現(xiàn)象。我們傾向于站在自己的角度和此時(shí)此地的角度來看待世界，這不僅僅是人類或者說生物的特性，宇宙中大多數(shù)事物都有這種特性。產(chǎn)生這種特性的原因是宇宙中也存在著“生存斗爭(zhēng)”，如果事物不具有這種特性可能就已經(jīng)被淘汰從而不存在了。這種特性使得我們非常重視自己是否獲利更多，更少地考慮其他人、其他物種和未來世界的利益。這樣是有一定道理的，正因如此人類能夠充滿動(dòng)力地努力從自然界獲得資源，占據(jù)主導(dǎo)地位并高速發(fā)展。人類運(yùn)用智力努力用最少的資源做最多的事，這樣對(duì)目前來說的確很不錯(cuò)，能夠在各種競(jìng)爭(zhēng)中勝出，但是這種方式的弊端會(huì)在未來表現(xiàn)出來，只是我們不那么關(guān)心。
雖然經(jīng)過長(zhǎng)期的廣義的自然選擇，仍然不是所有存在物都具有這種“自私”的特性，至少有三點(diǎn)原因：第一，廣義的自然選擇一直在進(jìn)行，現(xiàn)在存在的不代表一定很好地適應(yīng)環(huán)境；第二，整體和部分的自然選擇可能會(huì)發(fā)生沖突，有時(shí)整體被犧牲掉，有時(shí)部分被犧牲掉。例如舍生取義的行為，對(duì)于個(gè)人而言是不利于生存的，但是對(duì)于人類而言是有利的，所以這種行為在自然選擇中得以保留；第三，由于高層次的現(xiàn)象（比如思維）的出現(xiàn)，存在物會(huì)考慮得更遠(yuǎn)，例如人類的可持續(xù)發(fā)展理念。
宇宙中其他事物的想法也與人類不謀而合。我們知道大部分事物遵循最小作用量原理，比如光總是走傳播時(shí)間最短的路徑、大多數(shù)星體都是表面積最小的球體……在服從運(yùn)動(dòng)定律的情況下，作用量會(huì)取最小值。[1]根據(jù)基本假設(shè)，這種節(jié)省作用量的方式在目前的時(shí)間和空間范圍內(nèi)是有效的和必要的，而在其他的時(shí)間和空間范圍內(nèi)會(huì)表現(xiàn)出弊端，但是現(xiàn)在這個(gè)階段的事物大都選擇了這種方式，因?yàn)楫吘贡锥穗x現(xiàn)在很遠(yuǎn)，事物的首要目的是現(xiàn)在能夠保存下來并占據(jù)優(yōu)勢(shì)。
同樣的，宇宙中的現(xiàn)象非常復(fù)雜多樣，但是規(guī)律往往相對(duì)簡(jiǎn)單，因?yàn)檫@樣節(jié)約物質(zhì)、能量、信息等。自相似是一個(gè)典型且常見的例子，它是局部與整體相似的現(xiàn)象。
事物傾向于保持自身的性質(zhì)，簡(jiǎn)單而相似的規(guī)則可以使其性質(zhì)在各個(gè)層次上都有所體現(xiàn)，從而更加充分而高效地保存。例如如果賦予科赫曲線(一種自相似圖案)生命，那么除非把它完全毀壞否則是不可能消滅它的，因?yàn)樗鼘乃娜切紊钐幰欢?、再而三地顯示出來，就像宇宙中的生命一樣。[2]
對(duì)科赫曲線而言，在大尺度下，小尺度的形狀影響很小，即使小尺度的形狀和大尺度不相似也很難看出，但是一旦放大，這種很小的形狀又是有意義的了。想象一下如果制造一件科赫曲線藝術(shù)品，由于偷工減料，小尺度的形狀和大尺度并不相似，但是看起來和真正的科赫曲線差不多，一般情況下表現(xiàn)不出來，但是假設(shè)未來不小心毀壞了大尺度的形狀想根據(jù)小尺度的形狀重建，偷工減料的后果就表現(xiàn)出來了。正如在基本假設(shè)中所言，得失是相等的，偷工減料在當(dāng)時(shí)得到更多，失去會(huì)在未來表現(xiàn)出來。自然界采取自相似說明其選擇的是“不偷工減料”的模式，在現(xiàn)在或者說在小尺度上失去多一些，未來失去的會(huì)少一些。說明有時(shí)節(jié)約資源也不一定是有利的，可能不利于長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
守恒的嵌套也是自相似的體現(xiàn)。大的守恒中包含小的守恒，一層層深入，這也是守恒思想能夠分析各種現(xiàn)象的原因和存在的意義。如果我們接觸到的事物的對(duì)立面都要很久以后才會(huì)出現(xiàn)，那么知道守恒又有多大意義。事實(shí)上我們接觸到的事物中包含著小的守恒，分析這些守恒是有意義的。
3? 涌現(xiàn)與自組織
涌現(xiàn)(emergency)是“整體大于部分之和”的現(xiàn)象。舉個(gè)經(jīng)典例子，六塊木板平鋪時(shí)無法困住一只老鼠，但是它們組成一個(gè)盒子就能困住老鼠。[3]顯而易見是因?yàn)楦鱾€(gè)成分組成的結(jié)構(gòu)不同。那么如何理解這種組成結(jié)構(gòu)的不同呢？
同樣的物質(zhì)和能量，組織方式不同導(dǎo)致其功能不同。從不同角度看同樣的對(duì)象，會(huì)得到不同的結(jié)論。比如六塊木板組成盒子，從困住老鼠的角度來看是成功的，從占據(jù)面積的角度來看是失敗的，整體甚至小于部分之和。還有無數(shù)種可能的角度，這些角度得到的涌現(xiàn)之和是零，“整體大于部分之和”與“整體小于部分之和”的量是相等的。因此，涌現(xiàn)并沒有什么特殊的，任何一堆物質(zhì)都可以找到使之成為涌現(xiàn)的角度，只是這些角度可能不被我們發(fā)現(xiàn)和關(guān)心而已。
涌現(xiàn)現(xiàn)象出現(xiàn)的顯而易見的原因之一是一些組成成分有多個(gè)作用，比如豎著的木板不僅阻擋老鼠向某個(gè)方向逃離，而且使相鄰的四塊木板得以固定。這樣一個(gè)組成成分的作用能夠大于其單獨(dú)的作用，相當(dāng)于“憑空”多出了作用。當(dāng)然，這樣是有弊端的，只是弊端還未表現(xiàn)出來。如果各個(gè)組成成分都具有多種作用而且抑制弊端的表現(xiàn)，整體就會(huì)在很大程度上增強(qiáng)作用而且遠(yuǎn)離弊端。我們知道任何現(xiàn)象的得失是相等的，而涌現(xiàn)現(xiàn)象和普通現(xiàn)象的不同之處在于它得到的特別多，將失去的部分更多地留給其他的時(shí)間和空間。如果把得失稱為一種平衡的話，涌現(xiàn)就是一種非常遠(yuǎn)離平衡態(tài)的現(xiàn)象。
自組織(self-organization)是指一個(gè)系統(tǒng)在內(nèi)在機(jī)制的驅(qū)動(dòng)下，自行從簡(jiǎn)單向復(fù)雜、從粗糙向細(xì)致方向發(fā)展，不斷地提高自身的復(fù)雜度和精細(xì)度的過程。這也是一種非常遠(yuǎn)離平衡態(tài)的現(xiàn)象，與涌現(xiàn)不同之處在于自組織能夠自身調(diào)節(jié)自身，自行地越來越遠(yuǎn)離平衡態(tài)。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)當(dāng)然是要付出一定代價(jià)的，例如被加熱的水是一個(gè)自組織系統(tǒng)，它以一部分沸騰時(shí)所需要的自由度來換取結(jié)構(gòu)。[4]
生命是一種典型的自組織現(xiàn)象。生命機(jī)體維持自身的存在和良好狀態(tài)，在對(duì)抗各種可能的環(huán)境威脅中維持自身組織和功能的完整性。[5]付出的主要代價(jià)是需要不斷從環(huán)境中獲取負(fù)熵以維持自己的有序[6]，這將導(dǎo)致環(huán)境的熵增加。對(duì)于包含生命的環(huán)境整體而言，熵的總量沒變甚至增加了，那么生命出現(xiàn)的意義是什么？雖然整體的熵沒有減少，但是相等的熵下的物質(zhì)和能量的不同組織形式導(dǎo)致的結(jié)果相差很大。例如對(duì)于熵相等的宇宙而言，有生命和無生命相差很大，當(dāng)生命發(fā)展到一定階段，甚至能決定宇宙的發(fā)展方向。
4? 智能
雖然宇宙的意義和目的目前是未知的，但是我們能看到一定的趨勢(shì)：宇宙中將產(chǎn)生更多巧妙的事物，比如計(jì)算機(jī)、宇宙飛船、納米材料等等。如果沒有人類智能，僅僅靠物質(zhì)隨機(jī)組合幾乎不可能產(chǎn)生這些，智能使得它們出現(xiàn)的概率極大地提高了。如果沒有智能，那么物質(zhì)再多、時(shí)間再久也沒有用。
生命是隨機(jī)組合、碰撞產(chǎn)生的，所以生命誕生的概率非常低，就像“一陣風(fēng)吹過垃圾場(chǎng)組裝出一架飛機(jī)”。正因如此，生命的誕生是非常隨機(jī)且緩慢的，而且宇宙中只有極少數(shù)的星球上出現(xiàn)生命。和生命不同，我們的科技產(chǎn)品可謂是日新月異，正是由于智能的出現(xiàn)，能夠精確地控制所需條件、精確地制造部件、精確地組裝……
根據(jù)基本假設(shè)，產(chǎn)生智能必然要付出代價(jià)，這種代價(jià)顯然是非常值得的，否則宇宙中的物質(zhì)都不過是“烏合之眾”。
正是因?yàn)?b>智能在一些情況下是無法用其他事物彌補(bǔ)的，所以發(fā)展智能是非常重要的。例如用導(dǎo)彈攻擊目標(biāo)，如果計(jì)算得準(zhǔn)確，那么彈藥不需要很多；如果計(jì)算不準(zhǔn)確，那么就需要更多彈藥以保證殺傷目標(biāo)。兩者付出的總代價(jià)（彈藥、計(jì)算資源、人工成本等等之和）似乎是差不多的，因?yàn)檫@種情況下可以用彈藥的量來彌補(bǔ)智能的不足。在另一些情況下可能就無法彌補(bǔ)了，比如制造核彈。
既然一切都是守恒的，那么我們的智能行為改變了什么嗎？是否是沒有意義的呢？顯然不是。中學(xué)物理課上講授能量守恒定律時(shí)總會(huì)解釋為什么能量守恒我們卻要節(jié)約用電，因?yàn)槿祟惪梢岳玫哪芰渴怯邢薜?、不守恒的，能量雖然沒有消失，但是會(huì)變得難以利用。智能的意義也是如此，使宇宙維持在某些特定的結(jié)構(gòu)，雖然宇宙的總量是不變的，但是利于長(zhǎng)期發(fā)展或者某種我們無法理解的目的。
由于對(duì)立事物的量是相等的，如果完全抵消宇宙是否會(huì)歸于虛無？目前的對(duì)立事物沒有完全抵消是存在和不存在的不守恒的體現(xiàn)。因?yàn)榇嬖诤筒淮嬖谝彩鞘睾愕?，所以我們能夠維持這種不守恒必然付出了代價(jià)。雖然我們尚不知道代價(jià)是什么，但是從存在物的角度來看，付出這些代價(jià)是有意義的。智能存在的意義之一可能就是為了維持這種不守恒，通過正確控制物質(zhì)變化過程，避免存在和不存在完全抵消掉，維持宇宙的“繁榮發(fā)展”。
5? 守恒是非常復(fù)雜的
一個(gè)事件結(jié)束之后，這個(gè)事件中的事物可能發(fā)生變化甚至消失，實(shí)現(xiàn)守恒需要施加的影響可能無法作用于特定事物，但是原來的事物接受的影響仍然是守恒的。任何一個(gè)事物存在過就必然留下影響，那么其影響的事物在一定程度上作為其延續(xù)接受本該由其本身接受的影響。施加的影響作用于特定事物影響的事物而不是特定事物本身似乎有一種不守恒，但是事物當(dāng)時(shí)制造那個(gè)事件本身也不過是它的性質(zhì)的體現(xiàn)，它和它的同類或者說它影響的事物在這個(gè)性質(zhì)上也許差異不大，不必一定要作用于這個(gè)事物，作用于它的同類或者它影響的事物是等價(jià)的，或者可以把這種事物的性質(zhì)作為一種事物來理解。例如某人做了某個(gè)決定之后在當(dāng)時(shí)得到了有利之處，但是在不利方面表現(xiàn)出來之前他就去世了，那么不利方面影響的是作為他的延續(xù)的他曾經(jīng)影響過的事物，比如他的子女、名聲、創(chuàng)造的事物等等。當(dāng)然不利和有利可能不是嚴(yán)格相等的，有些會(huì)在更晚的時(shí)間出現(xiàn)，甚至以我們無法識(shí)別的方式出現(xiàn)。
總結(jié)
我們假設(shè)一切都是守恒的，之所以看到不守恒現(xiàn)象是因?yàn)槲覀兲幵谔囟ń嵌?。特定角度本身是?duì)立事物的一個(gè)面或者很多種對(duì)立事物的一個(gè)面的疊加，從所有角度綜合來看是守恒的。
事物傾向于從自身的角度來看待世界，理解為廣義的自然選擇；事物遵循最小作用量原理，理解為在我們接觸到的時(shí)空范圍內(nèi)這種方式更加利于存在，其不利之處表現(xiàn)得不充分，宇宙采用簡(jiǎn)單規(guī)則產(chǎn)生復(fù)雜現(xiàn)象也是這種方式的體現(xiàn)；涌現(xiàn)和自組織都是在得失守恒中的極端現(xiàn)象，它們得到的特別多，將失去更多地留給其他的時(shí)間和空間，從而在我們接觸到的時(shí)空范圍內(nèi)占據(jù)優(yōu)勢(shì)；智能能夠完成自然條件下幾乎不可能完成的事，必然要付出代價(jià)，這種代價(jià)是值得的，而且智能很可能是避免存在和不存在完全抵消掉、維持宇宙存在的關(guān)鍵代價(jià)。
從“一切都是守恒的”的角度來理解宇宙，認(rèn)識(shí)到一切事物都有等量的對(duì)立面，如果我們沒有發(fā)現(xiàn)是因?yàn)閷?duì)立面還未表現(xiàn)出來，而不是不存在。我們所做的不過是選擇哪一種守恒形式，而我們能夠選擇也是不守恒的體現(xiàn)，包含在更大的守恒之中。
參考文獻(xiàn)
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作者：劉逸川
