五 被肢解的科学

热力学第二定律终于把科学从经典力学可逆性时间观念中解脱出来，我们可以研究许多不可逆过程。但是，我们却又不得不面对另一个困境，因为，在日常经验中我们还会观察到许多物理、化学系统，特别是生物和社会的进化系统，在那里不可逆时间却是指向熵减少，指向从混乱到有序的方向。例如激光器，当输入能量功率较低时，各个氖原子发出杂乱的各不相同的光波，也就是我们日常看到的无规则的自然光，当输入功率达到一定的值时，大量原子会整齐划一地发出单一频率的光波，这就形成激光。另外，在一些化学振荡反应中出现化学波，溶液会周期性地由红到蓝改变颜色。这些都是从混乱到有序的过程，也就是熵减少的过程。特别是在生物和社会进化过程中，我们可清晰地看到系统从混沌到有序的不可逆时间方向，看到指向熵不断减少和信息增益的时间方向，并不总是热力学第二定律描述的从有序过渡到混乱解体、熵不断增加的退化过程。

在20世纪初，我们面临这样一种局面——经典力学的可逆的时间观念、热力学的不可逆时间观念与生命现象以及人类社会不断有创新事物涌现的世界完全不能相容，它们遵循完全不同的定律。人类苦苦追求的世界统一性被撕开一道不可愈合的裂痕。

当时西方世界盛行笛卡儿的二元论，勒内·笛卡儿把世界一分为二，即“广延之物”（Res Extenso）和“广延实体”（Tes Cogitan），前者是由确定性规律描述的物质，后者是与生命和人类思想相联系的不确定的精神世界，二者之间存在着“根本性的区别”。而康德的“二律背反”更加深了二元论的鸿沟，思想界广泛地接受了“笛卡儿二元论”。

同时，达尔文却在《物种起源》中探索生物（包括人自身）的多样性和同一性，他的进化论学说建立的科学范式与牛顿范式迥然不同，它是强调多样性、联系、变异和选择的演化本体论。由于牛顿范式和达尔文范式分庭抗礼，“笛卡儿鸿沟”变得不可逾越了，世界不仅被分割为有形世界和无形世界，而且有形世界又进一步被分割为遵循经典力学、热力学定律的部分，以及遵循进化论原理的另一部分。前者时间方向是可逆的或者总是指向系统退化、混乱和熵增加的方向；而在演化的时间里我们则可以看到熵的减少，看到秩序和新结构的产生。在经典科学中庄严的殿堂世界被肢解了。

于是宇宙被描述为这样的图景：天体按照经典力学的定律神圣地运行着，过去和未来是等同的，或者遵循热力学定律不可避免地走向混乱和解体，在经典科学里没有生命现象和进化的一席之地，人类成了宇宙中的异类，智慧和文化使我们与自然疏离了，宇宙是如此冷漠。人类要越过这一鸿沟，只有忘却尘世的记忆，必须乞灵于那个抗拒热力学第二定律的“麦克斯韦小妖”。也就是说，在生命和人类社会领域演化的时间方向与物理学的时间方向背道而驰，一个多世纪以来这个悖论一直困扰着科学家们。那么，我们能不能建立起一座桥梁穿越“笛卡儿鸿沟”，把物理学的时间和生物学演化的时间连接起来，给悖逆的时间观念一个不矛盾的诠释呢？真正革命性的进展是由比利时的物理化学家普利高津开创的。