远离平衡态
来源:《太极进化主义》第2篇 | 作者:段勇 | 发布时间: 2021-10-07 | 1166 次浏览 | 分享到:

简单结构并不一定比复杂结构稳定,复杂结构并不一定都是不稳定的。形成化学键之后,原子之间就结合得更牢固,例如水比氢气稳定。但非生物的结构复杂到一定程度就不能再进一步复杂化了,这时结构越复杂的物质,就越不容易产生,越容易被破坏,或者说适应性就越差。

所有的生物结构都是远离平衡态的,因为过于复杂而不稳定。普里戈金说非平衡是有序之源,这句话至今仍被奉为经典。其实这句话只描述了一种现象,即有些有序结构是不平衡甚至远离平衡的,这句话并没有说明有序产生的充分条件是什么。因为非平衡的系统可能向有序方面发展,也可能向无序方向发展。

耗散结构依靠耗散能量来维持复杂有序的结构,但只知道这一条还不够。一块石头耗散再多的能量也不能产生复杂有序的结构。关键是需要说明自组织系统为什么能利用能量产生有序。普里戈金没有说到底什么样的系统可以获取负熵,可以远离平衡态。我们都知道至少生物可以做到,但为什么生物可以做到,或者说获取负熵和远离平衡态的充分条件是什么呢?

哈肯的协同论注意到很多系统可以产生协同和秩序,其实协同和秩序就是获取负熵和远离平衡态,哈肯推导了很多复杂的公式,但这些公式是不是产生协同的充分条件呢?哈肯也说不清楚。是不是必要条件呢?也说不清楚。他没有想到,自复制是获取负熵和远离平衡态的充分条件,自复制也是产生协同和秩序的充分条件

系统科学家和生物学家斯图亚特·考夫曼通过计算认为:那些无生命的大分子通过偶然组合恰到好处地相互结合在一起成为一个活的最简单的生命体的概率非常小,小到“可以跟一阵龙卷风刮过垃圾站,用其中破铜烂铁装配起一架波音747相提并论”。其实,旋风组装飞机是完全可能的,而且是必然的。因为旋风不只刮了一次,而是刮了几十亿年。散落的零件也不是一堆,而是无数堆。最重要的是,当某一堆零件出现了一点秩序之后,很快通过自复制产生无数堆同样有序的零件。有序的程度逐渐积累,最后旋风就可以把飞机组装成功了。自然界虽然没有出现飞机,但比飞机精致的飞行动物却出现了很多种。

几十亿年有多长,我们恐怕很难形成这种概念。现在世界上好像没有哪架飞机是用十年时间组装出来的。如果十年还不够长,那么一百年怎么样,一百年前飞机刚刚诞生。如果用一千年组装一架飞机够长了吧?一千年前是中国的元朝,欧洲文艺复兴还没有开始,还处在那个漫长而黑暗的中世纪,美洲也还没有发现。一千年的一千倍是一百万年,一百万年的一千倍是十亿年,生物进化用了38亿年。在38亿年的时间里,一点一点秩序累加,组装一架飞机你还觉得有困难吗?