时间的第二条箭：进化、秩序以及一条新的自然法则 罗伯特·M·哈岑和迈克尔·L·汪 W. W. 诺顿（2026） 就像自然选择的进化一样，一些起初革命性的思想最终会变得如此直观，以至于对未来的几代人来说似乎显得平淡无奇。矿物学家罗伯特·哈岑和行星科学家迈克尔·汪必须希望他们书中的核心思想能变得同样主流。《时间的第二条箭》探讨了自然界从卑微的起点到复杂的秩序的转变是不可避免的。根据作者的说法，科学对这一“显而易见的真理”忽视了太久。是时候建立指导原则来解释所有进化系统——生物和无生命体中的复杂性。生活与我们星球的故事是如何展开的——共同的 作者首先阐述了物理定律如何使科学家能够预测物体在宇宙中任何地方的行为。哈岑和汪关注的主要规则是热力学第二定律。它描述了能量如何随着时间的推移而倾向于耗散，使得无序（也称为熵）总是增加。例如，雪人会融化，因为温暖松动了保持其刚性冰晶的氢键，将雪变成杂乱的液态水。同样，当有机物分解时，其化学键被打破，原子扩散到土壤、空气和水中。这个第二定律通常被称为时间的箭，因为它给所有事件赋予了一个方向。在温暖的日子里，雪人的命运总是化为水坑，而夏天的绿叶最终都会变成棕色。哈岑和汪承认这一法则。但他们认为他们揭示了另一条：一条在相反方向上起作用的法则。自然选择万物 哈岑和汪希望科学家们能认识到，秩序重复从简单、随机分布的起点中产生的事实。一些例子包括通过核聚变创造元素、化合物的形成和智能生命的进化。他们认为，有序性的增加趋势是如此普遍，以至于“必须有一条时间的第二条箭”来解释“某些系统表现出增加秩序的普遍趋势”。冰由于水分子之间形成的氢键而发展出刚性的晶体结构。 版权：Getty 这是一个引人入胜的概念。正如地球上的生命随着时间的推移而变得更加复杂——从单细胞发展到多细胞生物——原子、星星和矿物可能会遵循它们自己的进化原则。哈岑和汪争辩说，只要满足三个前提条件，秩序必然会从相对无序中产生：许多可能配置的潜力、创造新形式的能力以及在它们之间选择的手段。 统治地球生命的秘密关系 作者建议，可以使用“功能信息”来衡量秩序——这通过比较存在的形式数量与理论上可能的配置数量来估计。当新兴形式占据可能配置的较小比例时，功能信息，从而秩序，会增加。例如，人类语言是由多种可能的声音演变而来的，我们发出声音的能力以及这些声音在传达思想和事物方面的实用性。随着时间的推移，只有特定的声音被广泛接受。 这本书写得引人入胜，发人深思。我能想象几代思想家在未来几年讨论《时间的第二条箭》，我想象作者的观点将经历他们自己的进化之旅。他们的提议基于一些经过同行评审的文献，但绝不是铁板一块。也有反驳的观点，作者承认他们并没有找到“令人满意的解决方案”来应对所有的反对意见。 复杂性是如何驱动的？ 第二定律所要求的一个最棘手的问题是无序整体上必须增加。这一点即使在局部有序性增加时也必须保持真实——但为什么？增加的有序性是否只是熵无情流动中的漩涡？为了回答这些问题，科学家们需要测量自然系统的功能信息，但这并非简单，且导致了另一个问题。