波音747和黃瓜,哪一個更復雜?

前面列舉的趨勢是這股動力的13個方面。這份列表並非無所不包,其他人也許有不同的概括。我們也認為,隨著技術元素在未來幾百年的擴充套件以及人類對宇宙理解的加深,我們還會發現這種外熵推力的其他方面。

波音747和黃瓜,哪一個更復雜?

前面我們對這些趨勢中的三種進行了簡述,說明它們如何在生物進化過程中展現自己,現在又是怎樣擴充套件到不斷膨脹的技術元素領域。在前面,我們分析了從天體到現在的單位能耗大戶——電腦晶片,能量密度表現出的長期增長趨勢。描述了技術元素擴充套件可能性和機會的方式。我們將生命的成長故事重述為生命提高自發性、展現“低”層次成分如何構建“高”層次組織的故事。在下面的部分,我們將簡述其餘10種引領我們前進的一般趨勢。

波音747和黃瓜,哪一個更復雜?

進化過程展現了幾種趨勢,但最清晰可見的是複雜性的長期增長。如果要求用平實的語言描述宇宙發展史,今天大多數人會講述這樣一個偉大的故事:天地萬物從大爆炸後最簡單的物質開始,慢慢形成幾個熱點中的分子,直至生命的微小火花閃現,接著更多複雜生物——從單細胞有機體到猴子——不斷湧現,最後簡單的腦出現了,並迅速創造出複雜技術。

大多數觀察者直觀地感覺到生命、思維和科技不斷增加的複雜性。實際上,現代市民不需要看到證據就確信140億年來萬物越來越複雜。這種趨勢似乎與他們生命中見證的複雜性明顯提高相似,因此他們很容易相信它已經持續了一段時間。

波音747和黃瓜,哪一個更復雜?

可是我們對複雜性的認知仍然很模糊,讓人難以理解,並且極不科學。

波音747和黃瓜,哪一個更復雜?現在的答案是,我們不知道

。我們憑直覺認為鸚鵡的內部組織遠比細菌複雜,那麼是複雜10倍還是100萬倍呢?我們缺少測量手段來評估兩種生物內部組織的差別,甚至沒有合理有效的定義幫助我們表達這樣的問題。

現在人們特別喜歡運用像數學一樣精確的理論來分析“壓縮”評估物件的資訊內容的難易程度,以此作為複雜性的判斷依據。在保留本質含義的前提下越能夠簡化,複雜性就越低;越不能簡化,複雜性越高。這個定義本身具有缺陷:橡子和經歷了100年風雨的大橡樹包含同樣的DNA,這表示二者都可以被壓縮——也就是簡化到相同的最小資訊符號串。因此,堅果和樹具有同樣的複雜度。但是我們感覺這棵不斷伸展的樹——所有獨一無二的小圓齒狀樹葉和彎曲的樹枝——比橡子更加複雜。我們希望建立更好的定義。物理學家塞思·勞埃德(Seth Lloyd)統計了關於複雜性的其他42種理論定義,但它們運用到現實生活中都有不足之處。

波音747和黃瓜,哪一個更復雜?

在我們等待具有實際意義的精確的複雜性定義出現的同時,大量事實證據表明,可以直觀感受的“複雜性”——這裡是粗略定義——不僅存在,而且還在增加。一些最優秀的進化生物學家不相信進化過程中存在複雜性提高的固有的長期趨勢,或者說,事實上他們不相信存在任何進化方向。但是一群相對年輕、離經叛道的生物學家和進化論者收集了一個令人信服的案例,證明存在清晰可見的複雜性增長趨勢貫穿整個進化歷程。

塞思·勞埃德與其他人一起提出,

有效的複雜性不是自生物開始,而是在宇宙大爆炸那一刻就產生了

。在此前的文章中提出了同樣的觀點。按照勞埃德的資訊觀,宇宙誕生後的前幾毫微微秒中量子能的波動使物質和能量聚整合塊。隨後經過重力放大,這些物質能量塊發展為各種星系的龐大結構,這顯示了星系內部組織的有效複雜性。

波音747和黃瓜,哪一個更復雜?

也可以說,

複雜性先於生物出現

。複雜性理論家詹姆斯·加德納(James Gardner)稱之為“生物的宇宙哲學起源”。

生物的複雜性安裝了速度緩慢的防倒退棘輪

,來自星系和恆星這樣的前輩。這些具有外熵的自組織系統就像生命一樣,

在持久的失衡狀態邊緣徘徊

。它們不像一次混亂的大火或爆炸那樣燃盡自己(具有永續性),而是長期保持波動狀態(

失衡

),沒有穩定下來成為可預知的模式或均衡狀態。它們有序發展,既不混亂,也不是週期性的,而是部分有規律的,如同DNA分子。

這種在某些環境——例如行星大氣層——中發現的持久的、非隨機的、不重複的複雜性擔當了生命的平臺,幫助生命建立持久的、非隨機的、不重複的秩序。在一些組織——不論是恆星還是基因——的外熵形態中,

有效複雜性隨時間變化而提高。一個系統經過一系列步驟提高複雜性,每一次進步都將凝結成新的整體

波音747和黃瓜,哪一個更復雜?