第二章:进步和熵
选择”的过程淘汰掉了那些不能适应周围环境的有机体。这样铲除的结果就留下了多少能够适应其周围环境的生命形式之剩余模式(residual Pattern)。
按照达尔文的见解,这个剩余模式便是万有的合目的性的表现。
剩余模式的概念在阿希贝博士的工作中重新提出来了。他用它来解释机器的学习。
他指出:一部结构相当无规的和无目的的机器总是存在着若干近乎平衡的状态和若干远乎平衡的状态,而近乎平衡的模式就其本性而言是要长期持续下去的,至于远乎平衡的模式则只能暂时地出现。结果是,在阿希贝的机器中,就象在达尔文的自然界中一样,我们在一个不是有目的地构成起来的系统中看到了目的性,原因很简单,因为无目的性按其本性说来乃是暂时出现的东西。当然,归根到底,最大熵这个极为广泛的目的看来还是一切目的之中最为经久的东西。但是,在其居间的各个阶段中,有机体或由有机体组成的社会将在下述的活动样式中比较长期地保持现状:组织的各个不同部分按照一个多少是有意义的模式而共同活动着。
我认为,阿希贝关于没有目的的随机机构会通过学习过程来寻求自身目的的这一辉煌的思想,不仅是当代哲学方面的伟大贡献之一,而且会在解决自动化的任务中产生高度有用的技术成果。我们不仅能把目的加到机器中,而且,在绝大多数的情况下,一部为了避免经常发生某些故障而设计出来的机器将会找到它所能找到的种种目的的。
甚至早在十九世纪时,达尔文的进步观念所产生的影响就不仅限于生物学领域了。
所有的哲学家和社会学家都是从他们那个时代的种种富有价值的源泉中来汲取他们的科学思想的。因此,看到马克思及其同时代的社会学家在进化和进步的问题上接受了达尔文的观点,这就不足为奇了。
在物理学中,进步的观念和熵的观念是对立的,虽然二者之间并无绝对的矛盾。凡与牛顿直接有关的理论物理学都一致认为,推动进步并反对增熵的信息,可用极少量的能量或者甚至根本不用能量来传递的。到了本世纪,这个观点已经由于物理学中量子论的革新而改变过来了。
量子论恰恰导出了我们所期望的能量和信息之间的新联系。这种联系的粗糙形式就在电话线路或放大器的线路噪声理论中出现。这种本底噪声看来是无法避免的东西,因为它和运载电流的电子分立性有关,它具有破坏信息的某种能力。所以,线路的通讯能力得有一定大小,才能避免消息被自身的能量所淹没。比起这个例子更加基本的事实是:光自身也是原子的结构,一定频率的光是一颗颗地辐射出去的,叫做光量子,它有确定的能量,大小依赖于其频率。因此,辐射的能量不可能小于一单个光量子的能量。没有能量的一定损耗,信息的传递就不能产生,所以,能量耦合和信息耦合之间并无明显的界限。但虽然如此,就大量的实用目的而言,一个光量子乃是极为微小的东西,而一个有效的信息耦合所需的能量传递也是十分微小的。因此,在我们考虑诸如一株树木的生长或一个人的生长这类直接或间接依赖于太阳辐射的局部过程时,局部熵的大量降低也许和十分节约的能量传递有关。这是生物学的基本事实之一,特别是光合作用理论或化学过程理论的基本事实之一。由于光合作用或化学过程,植物才能够利用阳光从水和空气中的二氧化碳制造出淀粉以及其他为生命所需的复杂的化合物来。
因此,我们是否要对热力学第二定律作出悲观的解释,得看我们赋予整个宇宙和我们在其中找到的局部减熵区域这二者各自的重要性如何。要记住,我们自己就是这样一个减熵区域,而我们又是生活在其他减熵区域中。结果是,正常视景因远近距离的不同而产生的差异使我们赋予减熵和