10.视角(2/2)
但为什么会存在这样一个物理系统,宇宙最初的状态相对于它会如此特殊呢?因为在广袤的宇宙中存在着无数物理系统,彼此相互作用的方式更是数不清。在这些系统中,通过无休止的概率游戏以及庞大的数字,必然会有某些系统在与宇宙其他部分相互作用的过程中,某些变量在过去刚好呈特殊值。
我们的宇宙如此巨大,存在一些“特殊”的子集,也不是什么让人惊讶的事。有人中了彩票,没什么可惊讶的,每周都有人中。假定整个宇宙在过去都处于特别“特殊”的状态并不十分正常,但假设宇宙有一些部分很“特殊”,就没有什么不正常的了。
如果宇宙的一个子集在这种意义上很特殊,那么对这个子集而言,宇宙的熵在过去就很低,热力学第二定律就成立;记忆会存在,痕迹会留下,也会有进化、生命与思想。
换句话说,如果宇宙中有这样的东西——对我来说肯定会有——那么我们就刚好属于它。此处,“我们”指的是我们经常接触并且用来描述世界的物理量的集合。因此,也许,时间的流动不是宇宙的特征,就像天空的旋转,来自我们在自己角落中的独特视角。
但为什么我们会属于这些特殊的系统呢?苹果长在喝苹果酒的北欧,葡萄长在喝葡萄酒的南方,和这个是同样的原因。或是在我出生的地方,人们居然刚好说的是我的母语;或是温暖我们的太阳与我们的距离刚好合适——不近也不远。这些例子里,“奇特”的巧合都源于把因果关系搞反了:不是苹果长在了喝苹果酒的地方,而是在有苹果的地方,人们才喝苹果酒。这样说的话,就没什么奇怪的了。
同样,在宇宙无限的种类里,可能会有一些物理系统,它们通过一些特殊的变量与世界其他部分相互作用,定义出初始的低熵。对这些系统来说,熵在不停增加。在那里,而非其他地方,存在着与时间流动相关联的典型现象:生命,进化,思想,以及我们对时间流逝的感知,都成为可能。在那里,苹果生长,产出了我们的苹果酒:时间。这甜美的果汁中蕴含了所有的美食以及生命的滋味。
指示性
在进行科学活动时,我们想要以尽可能客观的方式描述世界。我们尽力消除源于自身视角的扭曲与错觉。科学渴求客观,希望能够在有可能达成一致的事情上得到统一的观点。
这很让人钦佩,但我们需要留意的是,如果忽视了进行观察的视角,我们也会失去一些东西。在急切追求客观性的同时,科学千万不能忘记,我们对世界的经验来自世界内部。我们给世界投去的每一瞥都来自一个特殊的视角。
把这一事实考虑在内,就可以阐明很多事情。比如,它可以阐明,地图告诉我们的与我们实际所见之间的关系。要把地图和我们的所见进行比较,需要加入一条关键信息:我们必须在地图上认出我们的准确位置。地图并不知道我们在哪儿,至少当它没被固定在它所标示的那个位置时是这样的——山村里的有些地图会标出可以走的路线,旁边有个红点,写着“您在此处”。
这是个很奇怪的说法,地图怎么知道我们在哪儿呢?也许我们是用望远镜从远处看到的。它应该说:“我是一张地图,我在此处。”并在红点旁加个箭头。但是一行文字谈到它自己,这也显得有点奇怪。这是怎么回事呢?
这就是哲学家所谓的“指示性”:一些词语的特点是,每次使用时都具有不同的含义,由地点、方式、时间和说出的人决定。诸如“这里”“现在”“我”“这个”“今晚”这样的词,它们都有着不同的含义,其含义取决于是谁说的,以及在什么环境下说的。如果我说“我的名字叫卡洛·罗韦利”,这是对的,如果另一个不叫这个名字的人也这么说,就不对。“现在是2016年9月12日”,我在写这句话的时候,这么说是对的,但再过几个小时就不对了。这些指示性的用法很明确地说明了视角是存在的,视角就是我们对可观测的世界做出的每个描述中都存在的要素。
如果我们对世界做出一个忽略视角的描述,即只“来自外部”,脱离空间、时间、主体,那么也许我们可以说出许多事情,但会丢失世界的某些重要方面。因为展示给我们的世界正是从世界内部看的,而不是从外部。
我们看到的世界上的许多事物,如果把视角考虑在内,就可以理解了。如果我们不这样做,那些事物反而会难以理解。在每个经验中,我们都位于世界之内:在思维、大脑之内,在空间中的某个位置、在时间的瞬间之中。为了理解我们对时间的经验,我们存在于世界之中这一点是至关重要的。简而言之,属于“从外部观察”的世界的时间结构,以及我们作为世界的一部分、身处其中所观察到的世界的那些方方面面,我们千万不能把这二者混淆。6
要使用一张地图,只从外面看是不够的,我们必须知道,相对于它所表示的内容,我们的位置在哪里。想要理解我们的空间经验,只考虑牛顿空间是不够的,我们必须记得,我们是从内部观察这个空间的,而且我们局限于某个位置。为了理解时间,从外面来思考也不够,必须明白,我们每一刻的体验,都处于时间之内。
我们从内部观察宇宙,与宇宙无数变量中极其微小的一部分相互作用。我们见到的是一幅模糊的图景,这幅模糊的图景表明,与我们相互影响的宇宙的动力由熵掌控,它衡量模糊的程度。比起宇宙,它所衡量的与我们更有关系。
我们正在危险地靠近自己。我们几乎可以听到忒瑞西阿斯(tiresias)在《俄狄浦斯王》(oedip)中说道:“停下来!否则你就会找到自己。”或是宾根的希尔德加德(hildegard of bn),在12世纪找寻绝对,最终把“宇宙人”放在了宇宙中心。
但是,在来到“我们”之前,还需要一章,来说明熵的增加怎样产生了整个宏大的时间现象——也许只是视角的效应。
在宇宙中心的人,出自宾根的希尔德加德的《神之功业书》(1164—1170)
让我总结一下在这两章里讲过的难懂的内容,希望还没有失去所有读者。在基本层面,世界是事件的集合,不按时间顺序排列。这些事件会在先验的物理量之间显示出同一层次的关系。世界的每个部分与全部变量的一小部分相互作用,数值决定了“世界相对于那个特殊子系统的状态”。
一个小系统 s 无法区分宇宙其余部分的细节,因为它只与宇宙其余部分的很少一部分变量相互作用。宇宙相对于s的熵,计量的是 s 无法分辨的宇宙的(微观)状态。相对于s,宇宙显现出高熵状态,因为(根据定义)有更多的微观状态处于高熵状态,因而它更有可能刚好是这些微观状态中的一个。
按照上面的解释,有一种流动与高熵状态相关,这种流动的参数就是热学时间。对于一个普通的小系统 s,在整个热学时间流动的过程中,熵会一直很高,当然也许会上下涨落,因为毕竟我们面对的是概率,而非不变的法则。
但在这个我们碰巧栖居的极其巨大的宇宙中,有无数个小系统 s,其中一些小系统 s 中,熵的涨落很特殊,在热学时间流动的其中一端,熵刚好较低。对这些系统 s 而言,涨落不对称,熵是增加的。这种增加就是我们体验到的时间流动。特殊的并不是早期宇宙的状态,而是我们所属的小系统 s。
我无法确定是否讲了个似乎有道理的故事,但我也不知道其他更好的故事了。不然,我们就得接受那个基于我们观察的假设——熵在宇宙形成之初很低——并且到此为止了。7
克劳修斯提出的法则Δs≥0,以及玻尔兹曼给出的解释,一直指引着我们:熵永远不会减少。暂时忘记它之后,为了寻找世界的普遍规律,我们再次发现了它,是对于特殊子系统的一种可能的视角的结果。让我们再从那儿开始。