怀旧竟是一种自然法则

怀旧竟是一种自然法则激情的暴雨、凄楚的细雨和无辜的融溪，英国作家兼批判家约翰·罗斯金把这样的描述称为情感谬误。人的直觉固然如此，但是大自然毕竟没有人类的这种情感。因此，假如让罗斯金听到“感觉、知识和经验的数学存在于自然世界现代理论的核心中”这一观点，可以想象他会多么吃惊：定量关系似乎把坚硬的实体法则与心理和信仰柔和的特性紧紧地捆绑在一起，可是，这与他坚定的直觉截然相反。当罗斯金于 19 世纪末杜撰了这个词语之后不久，故事就从路德维希·波尔兹曼那里开始了。当时科学的首要目标不是获得知识，而是建立一种理论，即解释自然规律——比如说预测并解释蒸汽机或化学反应的原理——的同时，我们如何忽略那些散乱的细节。波尔兹曼提出了一种轻而易举就能实现的统一架构，可是在 1906年，他却提前结束了自己的生命。他或许隐隐约约地看到了，热力学关注的不是物理世界，而是我们无法理解的物理世界产生的结果。很直白地说，面对无知，现在学习热力学的学生可以在什么都不懂的情况下，就蒸汽机的物理结构或化学反应做出推断性结论;而且一旦解决了这个问题（通常情况下很简单），又可以转而就温度计和压力表做出诊断性说明。路德维希·波尔兹曼路德维希·波尔兹曼波尔兹曼依赖的无知是极大的：凡是可能发生的事，就一定会发生，不会保留隐秩序。然而，即使在活塞和汽油这么简单的世界里，那种假设也会出错。假如极其缓慢地推动活塞，那么波尔兹曼的方法会很奏效;可是，假如猛推活塞规则就会发生变化，就会出现涡流、逆流、活塞进出的中断，甚至完全停止。活塞一旦受阻，功夫就全部白费了，你的会因为这种多余无谓的制造和毁灭模式而耗散。至于这个法则是怎么回事，也即现实世界如何超越理想而发生耗散，波尔兹曼无从知道。19 世纪的热力学需要等待平衡的回归，因为只有那样，所有这些容易耗散的不可能的结构才会消逝。我们对平衡这个案例是绝对无知的，因为我们知道没有更多可以知道的东西;但是在一个失去平衡的世界里，我们知道的确有更多的东西，但我们不知道那是什么。在过去很多年里，非平衡态热力学一直是无人探究的领域，只有在波尔兹曼去世 45 年之后的 1951 年，我们才能描述让一个体系稍稍失去平衡的微小调整如何通过所谓的涨落耗散定理在时间上消逝。波尔兹曼去世之前，量子力学和相对论都没能成为话题，可是在他死后的几十年却惊奇迭出。与其相比，热力学缓慢如蜗牛。然而，历史一转入 21 世纪，基于推断...