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夸克与美洲豹 · 第三十七节

《夸克与美洲豹》第三十七节

本节讨论“被冻结的偶然事件”及其对复杂性的影响。这些偶然事件源于宇宙的初始条件与物理定律,通过分枝的历史之树产生并累积为规律。

本节讨论“被冻结的偶然事件”及其对复杂性的影响。这些偶然事件源于宇宙的初始条件与物理定律,通过分枝的历史之树产生并累积为规律。例如,从一枚银币或一块化石可以推断出同类事物的存在;地球生命的DNA核苷酸组合(A、C、G、T)以及生物化学中右旋分子的主导地位,都是这类偶然事件的体现。其中,生物分子的左右不对称性是自发对称破缺的例子,这类偶然事件随时间不断累加,使宇宙的规则与有效复杂性持续增加,这一过程不限于复杂适应系统,也体现在星系等物理结构的演化中。

为了衡量系统未来的发展潜力,文中引入了“潜在复杂性”概念,即对未来历史中有效复杂性的概率加权平均。作者指出,宇宙的复杂性增长并非永恒:随着膨胀、恒星死亡、黑洞衰败乃至质子衰变,未来的宇宙将趋于随机,有效复杂性将降低,复杂适应系统甚至可能消失。尽管这一图景尚存争议,但它有助于理解人类所处的复杂性阶段。在地球上,行星与太阳的特性作为偶然事件,为地质、气象及生物进化提供了背景,使生物进化在严格的时空中产生了越来越高的有效复杂性。

随后,本节反驳了“生物进化违背热力学第二定律”的观点。首先,非适应系统(如星系、岩石)的复杂化与熵增并不冲突。其次,第二定律仅适用于封闭系统,而生物系统依赖太阳能这一外部能量流,能量流经系统会增加其有序性。文中以圆齿蛇卷螺为例,说明生物通过与环境的信息交换(如基因型竞争适应环境)达到平衡,这一过程与热物体和冷物体达到热平衡类似,不仅不违背第二定律,反而为其提供了有益的隐喻。

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