过去为什么不同

我们的推理为什么会走入歧途呢？引导我们满怀信心地认为第二定律必然（以压倒的概率）适用于普通物理系统的未来演化，不也是那个看起来一样的推理吗？我说过了，这个推理的困惑在于，我们假定演化相对于粗粒化区域来说可以认为基本上是“随机的”。当然，正如上面说的，它并不真是随机的，因为它由动力学（牛顿的）定律精确地决定着。但我们假定在那个动力学行为里对那些粗粒化区域没有什么特殊的偏向，这个假定对未来演化是很合适的。然而，当我们考虑过去演化时，我们发现事情就不是那样了。例如，在鸡蛋的过去演化行为中，就有很多偏向，如果从时间倒转的观点看，它似乎被什么东西牵着走——从一个碎鸡蛋开始，经过系列几乎不可能却符合动力学定律的行为，达到几乎不可能的平衡态，完好无损地落在桌子的边缘。如果这种行为能在未来方向的演化中看到，那就成了另一种形式的目的论或魔术，当然是不可能的。为什么我们认为这种明显的聚焦式的行为在过去方向上可以接受，而在未来方向上却要从科学上拒绝它呢？

答案——尽管还谈不上“物理的解释”——很干脆：这种“过去目的论”是一种普遍的经验，而“未来目的论”却是我们永远不会遇到的东西。我们没遇到这种“未来目的论”，只不过是我们观测的宇宙的一个事实而已，所以第二定律能很好成立，也不过是一个观测事实。在我们认识的宇宙中，动力学定律似乎并不以任何方式指向未来目标，所以与粗粒化区域没有一点儿瓜葛，而过去方向的演化曲线的“指向”却是司空见惯的事情。如果考察演化曲线在过去的行为，我们看它似乎在“用心地”寻找越来越小的粗粒化区域。我们不觉得它奇怪，只是因为我们在经验中已经习以为常了。我们看到鸡蛋从桌面滚下来在地毯上打碎一点儿也不奇怪，但在电影里逆着时间的事件，看起来的确就非常奇怪了，说明某些事情在正常的时间方向上根本不属于我们物理世界的经验。这种“目的论”在过去方向是完全可以接受的，但不是我们的未来经验的特征。

实际上，我们也可以拿宇宙演化来理解那种“过去目的性”：假定我们宇宙的起源就表现为相空间中的一个微乎其微的粗粒化区域，从而宇宙的初始状态具有特别小的熵。只要我们认为动力学定律能满足宇宙的熵可以表现上面说过的一定程度的连续性，那么我们只需要假定宇宙的初始状态——我们所谓的大爆炸——因为某个理由而有极其微小的熵（我们将在下面看到，这个微小的数值有着相当微妙的特征）。于是，熵的一定的连续性意味着宇宙的熵自大爆炸起（沿正常的时间方向）有相对渐进的增长，这为第二定律提供了一种理论的证明。所以，关键问题其实在于大爆炸的特殊性和代表那个特殊初始状态性质的初始粗粒化区域的异常小的尺度。

不过，在更详细考察大爆炸状态（下一部分）之前，我们还要澄清几个问题。首先，偶尔有人说，第二定律的存在没什么奇怪的，因为我们的时间感觉依赖于一个增长的熵，而那是构成我们对时间的有意识感知的一部分，所以，不论我们相信“未来”的时间方向是什么，它一定就是熵增大的方向。照这个说法，如果熵相对于某个时间参数t在减小，那么我们对时间流的感觉就会投射到相反的方向，从而我们会认为小的时间值t处于我们的“过去”，而大的值在我们的“未来”。于是我们把参数t作为正常时间参数的倒转，从而熵依然向着我们感觉的未来增大。照这样的论证，我们对时间过程的心理感觉总是满足第二定律，而不管熵演进的物理学方向是什么。

有时人们还说（大概与上面的观点呼应），第二定律的存在是生命的基本前提，那样我们这样的生命才可能在第二定律成立的宇宙（或宇宙的一个阶段）中生存，第二定律是自然选择的必要组成部分，等等。这是“人存论”的一个例子，我在3.2节末尾和3.3节会简要回顾这个一般性的问题。不管这类论证在其他背景下有多少价值，在这儿几乎毫无意义。这个论证同样有暧昧不清的一面：我们对生命的物理前提的认识一点儿也不比我们对意识的理解更多。但即使抛开这点不管，甚至假定自然选择确实是生命的基本前提，确实需要第二定律，这个论证也不能解释地球上的第二定律同样适用于远离局域条件的可观测宇宙的其他任何地方和任何时刻，如几十亿光年外的星系，如地球出现生命之前的时代。

还有最后一点要说明的，与“未来”有关。我说过，第二定律（连同它对初始状态的巨大约束的结果）在我们的宇宙中成立，只是一个观测事实的问题。遥远的未来似乎并不存在相应的约束，那也只是一个观测的问题。可是我们真的知道未来的情形确实如此吗？我们没有多少直接证据能在细节上说明未来像什么样子。（我们手头的证据，将在3.1，3.2和3.4节讨论。）我们当然可以说，现在我们没有任何证据表明熵最终会降下来，从而遥远的未来最终会有一个逆转的第二定律。不过，我也看不出有什么根据可以从我们生存的宇宙中绝对排除那样的事情。虽然大爆炸过去了大约1.4×1010年（见2.1节），似乎已经很漫长了，也没见过什么逆转第二定律的效应，但这个时间跨度和宇宙的整个未来的时间跨度（我们将在3.1节讨论）相比，简直就微不足道！如果要求宇宙一定有一条终结于某个小区域的演化曲线，那么它后来的演化终将经历粒子间的奇异关联，而那将最终导致目的论的行为，就像我们前面1.5节描述的自我复合的鸡蛋一样奇怪。

我本人并不认为第二定律最终逆转的可能有任何道理——它对我将在本书提出的主要观点也不起什么重要作用。不过，我们还是应该明白，尽管我们的经验没有为第二定律的最终逆转提供任何线索，那种终极状态从本质上说并不荒谬。类似的奇异可能性不一定能排除，我们必须有一个开放的心态。在本书第3部分，我要提出一个不同的建议，开放的心态也有助于理解我要说的东西。当然，我的观点怎么说也是基于我们宇宙的一些值得注意的事实——基于我们能从理性确定的事实。那么，我们就从下一部分开始，说说我们所知道的大爆炸。