第十二章 不可抗拒的自然法則
人類總是不停的忙碌企望建立壹個有序的社會，但在我們周圍由無序引起的耗費卻越來越大。 ——泰勒?米勒
如果壹個居民小區的業主抱怨空氣質量不好，那物業能做什麽呢？在滿小區噴灑空氣清新劑嗎？這只會更糟。他可能得去找附近的工廠，可能得通報市政府，甚至關註壹下哥本哈根的氣候會議。
任何壹個領域的問題都不是孤立存在的，教育的問題看上去很大，但跟其他的領域相比，很難評價哪個更糟或者更好。奧數班更是這個越轉越快、壓力越來越大的瘋狂社會裏壹個非常正常的小局部，和周圍的壹切相輔相成。
要分析奧數的事兒，不說到這兒就不是我的觀點，如果僅僅歸咎於壓力大，那還是跟沒說壹樣，也解決不了任何問題。孩子壓力大，誰是罪魁禍首？公立學校要看成績、主管機構左右為難、公司企業必須生存、家長老師身不由己，我們其實都是栓在壹條繩上的螞蚱，就如同壓力的傳遞，批評別人往往就是批評自己。如果這條繩上所有的螞蚱過得都挺難受，那怪誰都不合適，壹定是繩子出了問題。
看上去很美
我們每天都有很多建設成果和發明創造。前天解決了壹個擁堵路口、昨天消滅了壹個汙染源、今天理順了壹個辦事流程、明天堵住了壹個軟件漏洞，成績是明擺著的，可是這些事兒怎麽總也幹不完？而且，要解決、要消滅、要理順、要堵住的東西好像越來越多了。我們如今太忙了，有的時候問題出現了，顧不上回想曾經的樂觀。其實，只要我們暫時撇下充斥耳目的新聞，看著我們身邊不斷增加的各種新鮮玩意兒，翻翻它們粉墨登場時帶給人們的美好憧憬，這如同悖論般的現象比比皆是。
當手機出現的時候，人們看到了掙脫束縛的希望，再也不必天天去辦公室了。後來，整個世界都變成了辦公室。
電冰箱的任務是保鮮。但現在，如果妳家的電冰箱利用得很充分，那麽妳壹定經常吃不太新鮮的東西。如果利用得不充分，那麽它在白白消耗電力。
今天，數碼相機已經是生活必需品了，跟它相比，傳統相機簡直太拙劣了，三十幾張的膠卷夠幹什麽的，而且還不方便修改和傳播。但這只是最初的印象。相機的進化讓我們郊遊時盯著相機的時間比看美景的時間還長，快速的更新換代、越來越厚的說明書需要不斷花精力去學習。拍照時的草率使照片數量急劇增加，之後是軟件、電腦屏幕和硬盤的更新換代，以及坐在電腦前長時間的篩選。最終，妳維護了壹個不斷擴容的大型圖片庫，而其中的絕大多數照片這輩子都難有機會再看壹眼。與此同時，壹家人閑暇時圍坐在壹起看相冊的天倫之樂已永遠消失。
看看壹百多年前的雜誌上對汽車的描述，妳可能會笑掉大牙：“普及汽車可以改善城市環境，這對於汽車在我們今後生活中將要起的作用是壹個恰如其分的評價。輕型橡膠輪胎汽車行駛起來快速無聲，使街道保持幹凈、無塵和無味，由此減少壹大批由現代大都市生活引起的緊張、註意力不集中和神經過敏的患者。” 今天，即便是酷愛駕駛的人恐怕也不能認同這些觀點了。壹旦擁有了汽車，看似效率附體，但是這樣壹個大件會極大地沖擊原有的生活節奏，帶來各種未知的麻煩和風險。妳必須定期繳納各種費用、加油並經常關註油價、留意天氣適時清洗維護、關註路況和限行信息等等。此外，路上的搏鬥、找車位、擁堵和事故讓妳喪失自由、氣急敗壞。運動的減少讓妳必須再找時間鍛煉或者付出健康的代價。更嚴重的是，為了不讓每月多出的費用降低生活質量，妳必須更努力地工作掙錢。
別總覺得壹百年前的人有多麽愚昧，現如今不也有人在大肆宣揚高速鐵路是綠色環保交通工具嗎？這樣的故事還在不斷上演。這些東西最初所象征的都是如出壹轍的輕松自由，但人們的憧憬卻壹次次落空。當然，它們壹定會在某些特定的時刻給妳帶來莫大的方便，但整體的負面效果卻在劫難逃。只要觀察得夠全面，隨便找個東西都可以講出類似的故事。人們壹向認為，這些東西身上的缺點的確存在，但它是發展中的問題，壹定會隨著技術進步而得到解決。我有壹次下課之後和壹個忙碌的教務聊到這個話題，她顯然也是這麽樂觀：“妳想想，將來要是發明出什麽都會幹的萬能機器人，我不就輕松了嗎？”會有這樣的機器人嗎？不會！即便有，人也只會比現在更忙、更累、藍領工作更多。這不是壹個見仁見智的社會學預測，而是壹個嚴謹的、物理學上的堅定回答。
熵增加原理
熵的概念，我是在大壹的工程化學課上第壹次接觸到的，當時由於過於註重公式計算，我對它的含義完全沒弄明白。在隨後的普通物理課上原樣又學了壹次，留下的印象還是壹堆亂碼。直到後來成為了壹個還算有點上進心的老師，才終於通過壹些可愛的科普書和紀錄片對它有了壹些感性認識。
熵，是描述系統無序程度的物理量。例如，壹個盒子中間有個擋板，左邊有空氣，右邊沒有。將擋板撤掉，空氣就會自發地均勻散布到整個盒子之中。空氣從聚在壹頭，到擴散到整個空間，它的無序性增加了，也就是熵增加了。其實基本道理就這麽簡單，這就是著名的熵增加原理，也就是熱力學第二定律[1]。看上去很學術，但它描述的就是上面這個顯而易見的事情。對於原文我們可以不必過於關註，只需要從幾個方面了解它的意義就行了。
還是回到盒子裏的空氣吧，它已經均勻分布在整個盒子之中了，也就是說處於最無序的狀態。這時候要想讓空氣重新回到半個盒子的樣子，僅僅放回擋板是不行的，必須用活塞使勁從壹邊推到中間，這就是做功。單看盒子裏的空氣，熵減少了，但空氣受到了外界的影響，也就是說它不是孤立系統，如果把做功者也考慮進去，總熵壹定還是在增加。
熵增加原理還有壹些推論或者說其他的表述方式，比如熱量總是由高溫物體傳向低溫物體，或者能量總是從可用的形式轉化為不可用的形式。舉個例子，我如果使勁搓手，手會被搓熱。在這個過程中，可以認為我通過搓手做功將動能完全轉化為了熱能。但倒過來，我卻無法利用這些熱能去做功驅動我的雙手運動相同的次數，像倒放電影壹樣回到最初的狀態。原過程是熵增加的，要想回去則熵必須減少，所以這個過程是不可逆的。
也就是說，做功所導致的能量轉換壹定是有熵增加的，再回去看看剛才的盒子，當空氣被推回半個盒子的狀態時，做功者熵的增加比空氣熵的減少幅度要大，因此整體而言熵還是在增加，而且比做功者什麽都不幹要增加得快得多。
既然說到熱力學第二定律，就不能不提更著名的第壹定律 ——能量守恒定律。千百年來，人類壹直夢想著制造出永動機從而獲得永久的安逸。能憑空創造能量的就是第壹類永動機，它因違反熱力學第壹定律而無法實現。能讓能量轉著圈循環利用的就是第二類永動機，它因違反了熱力學第二定律而成為泡影。
由此，現實世界的運行可以簡單概括為從能量的可用性到無序的熵的轉化。這話其實很好理解，我們把石油、煤這些東西挖出來燒掉，這個過程中，能量雖然沒有減少卻從可用的狀態轉化為不可用的狀態，所以我們要用能量就還得再去挖。而更糟糕的是，與此同時，世界的無序性增加了。
現實意義
熵增加？和前面討論的內容有關系嗎？別忘了，如果把化學、生物什麽的都算作是廣義的物理的話，生活裏包括工作、學習在內的每壹個細節都是物理過程，這些屹立不倒的物理定律每天都在被無數次驗證著。如果我們能以熵增加的眼光來看待周遭的世界，那麽在最初的驚訝之余，幾乎所有的困惑和危機都有了答案。
在生活中，熵增加原理所帶來的結果看上去有點殘酷。概括來說，就是妳越是想讓壹個地方有序，就越是會導致總體的更加無序。妳付出的努力越多，使用的技術越高級，所導致的總體無序程度就越大。
舉個簡單的例子，就說讓人眉開眼笑的大金條吧，12.5公斤壹個。金條成份單壹、形狀規則，這就是有序，它是人類通過做功讓相對無序的礦石有序化而提煉出來的。根據熵增加原理，總體效果應該是更無序化，這12.5公斤是有序了，無序的是什麽呢？12.5公斤的金子是從幾百噸礦石中提煉的，除了這微不足道的十幾公斤以外，其余的都變成了有很大毒性的廢棄物。而且，根據熵增加原理，這些廢料會不斷擴散，威脅周圍的生態系統。
在環境治理中，如果要把壹處臟亂差的地方收拾幹凈，就需要把垃圾收集起來運到其他地方。垃圾的總量並沒有減少，而垃圾的運輸過程需要消耗能源產生汙染，運得越遠代價就越大。收集、運輸垃圾所使用的各種機械工具也需要制造，制造的過程雖然沒有煉金子費勁，但還是會消耗大量的能源並產生幾十倍於成品的廢棄物。當然，工具是重復使用的，後壹種代價會均攤到每壹次使用的過程中。垃圾的各種處理方法也是類似的過程，所以別指望垃圾從妳面前移走後就會就此消失，等外面沒地方了它就會重新堆回我們的面前。
回到家庭生活中，我要把衣服弄幹凈，就衣服這個局部來說，它有序了，獲得了熵減少。如果是用洗衣機完成這件事情，現在我們看看代價：①壹次性代價：洗衣機消耗了小半度電，根據煤電的效率，這相當於燃燒了近壹斤煤並排放了上千升二氧化碳；洗滌劑中的化學品夥同汙漬壹起進入了水循環；衣服本身的磨損等等。②均攤代價：洗衣機、衣架、洗滌劑等用品需要生產和包裝；未來這些物品廢棄後都會成為垃圾；水、電基礎設施的建設和維護等等。相比之下，拿大棒子在小溪邊捶打所帶來的熵增加可謂九牛壹毛。也就是說，我用的洗衣方式越高級，所導致的整體無序就越嚴重。不光是洗衣機，所有標誌著我們的生活在進步的家用電器，其總體結果都是如此，越高級對環境的傷害越大。
從上面的例子可以得到壹個結論：把壹個地方弄幹凈壹定會導致另外壹個地方變臟，而且從總體來看壹定比操作之前要更臟。那人們為什麽還要這樣做呢？因為局部暫時的效率、光鮮就在自己眼前，而汙染和各種代價可以說是由全社會、全人類***同承擔的。而地球很大、人類很多，通常人們無法在自己周圍的整潔高級和世界上某地的落後骯臟之間建立起什麽必然的聯系。
在這些過程中，可不能誤認為收獲都是自己的，代價都在別人身上。別忘了，我們每個人都既是上遊，又是下遊，都會感受到整體環境的惡化和工作量的增加。所以，局部利益和整體利益並不矛盾。更復雜的技術、更大的能源需求、更繁重的垃圾處理工作，這些都不光是別人的事兒，我們每個人在別人眼裏都是別人。
疲憊之源
在這種惡性循環之下，我們當然累壞了。這就好比壹條蛇要追自己的尾巴，追得越努力目標就跑得越快，目標跑得越快就越需要追得努力，最終累垮在地。蛇追尾巴，看上去十分可笑，但人追逐有序的過程實際上就是這樣的壹場遊戲。
人們越是想讓壹切井井有條、越是發明高級的效率化身、越是追求光鮮的物質生活，就越是在瘋狂的制造無序。其結果就是社會的整體工作量與日俱增，而環境卻越來越惡劣。看上去那些先進玩意兒都在給創造方便、節省時間，但我們省下來的時間遠遠不夠替它們料理後事。前面已經舉過數碼相機、汽車的例子，那些都還只是對個人這個小局部的影響，在整體上遠遠不是它們所制造的全部麻煩，只不過我們沒有把自己的疲憊和這些東西聯系在壹起。
為什麽萬能的機器人不能給我們帶來幸福？因為它不是動畫片裏可以無視物理定律的機器貓。精密本身就是壹種代價，要制造和維護萬能機器人意味著學不完的專業知識、復雜的制造工具工藝、大量特殊材料的開采和提煉等等等等，每壹個過程都在增加全社會的工作量，並有大量的汙染和垃圾噴湧而出。先不說它的貢獻，只要它能把自己制造的垃圾和廢料處理幹凈就已經是偉大的第二類永動機了。再從經濟現實來說，壹個人得掙多少錢才能買得起這樣的機器人？如果它真的把所有工作都幹了，妳又是怎麽掙來錢的？別的地方也都是這樣的機器人嗎？不會是幻想著只有自己像康夫壹樣獨享這樣的小神仙吧。
由於生活中每壹個細節歸根結底都是廣義的物理過程，所以這個故事可以套用在任何地方。例如在社會生活中，規章制度越多、越細致入微，它就越是會拘泥於局部利益，而帶來整體的巨大耗損，這就是法律法規上的熵增加。在購物上，琳瑯滿目意味著挑選、猶豫的時間大幅增加，但不同商品的本質區別完全無法得知，最終的取舍將只好交給廣告、價格、包裝這些非核心信息上，反而大大增加了購物的盲目性。在交通方面，有人說當年即便是皇上從天津回北京也得走壹整天，今天半小時就到了。這太片面了，皇上可不是家住天津卻天天跑北京去上班。交通工具的提速縮短了某個具體行程的時間，但整體上它促進了城市規模的惡性膨脹，使絕大多數人在平常日子裏的生活效率直線下降。
在這個過程中，傳播工具的進步創造了無序的傳媒，海量無序的信息將我們包裹得嚴嚴實實，奪走了我們感受生活的時間，甚至使我們喪失了感受生活的能力。結果，人們越是勞累，就越是想努力掙錢以掙脫這壹切，幻想著有朝壹日變身為媒體上那些令人羨慕的角色。所有企業都加大了營銷力度，廣告充斥而來，進壹步煽動著每個人的物欲。無數高級物品以輕松為賣點進入尋常百姓家，但家裏的科技含量越高，越是需要無微不至的技術支持。要麽自己好好研究，要麽花時間跟商家周旋。隨著人們越來越忙，壹次性用品大量增加，隨之而來的就是相關垃圾的瘋狂產生。給這些垃圾找地方反過來又成了整個社會的艱巨任務。在這個壓力不斷盤升的商業鏈條裏，我們都是始作俑者，也都是受害者。
而孩子降生其間，當然會被拽進來。無序信息的包裹讓他們對生活、對科學缺少淳樸直接的理解；豐足的物品擾亂了腦子裏的頭緒；大人們越來越忙，考試必然走向機械化。那些高級物件所帶來的風險和負面效果讓家長惶惶不可終日，帶著孩子左避右閃，再加上由於脫離生活而產生的學習困難、商業的滲透和對未來的恐懼，都促使他們更多地走進教室，但結果又是更遠地走出生活，開始了下壹輪惡性循環。如果這種經濟模式、這種消費主義、這種對科技盲目崇拜的思想不扭轉，在這個過程中找出任何壹個群體、單位、或個人作為替罪羊並加以制裁都會增加熵，並帶來更大的混亂。
可持續生存
所以，我們的疲憊就是源自對金錢、對發展、對有序的盲目追求，而這種追求在整體上是毫無希望的。根據熵增加原理，少數人的先進背後，壹定是大多數人的痛苦支撐。聽上去好像有點絕望，這理論靠譜嗎？既然惡性循環了這麽多年，累是累點兒，可為什麽大家確實都有盈余，社會總財富也的確在增加呢？
當然，人類總是在不斷顛覆前人的觀點，但熱力學第二定律自從壹個半世紀前提出以來卻壹直是掌控壹切的天條。熟悉熵的朋友都知道，熵增加的確定性和時間的方向性在物理上幾乎是等效的。也就是說，如果妳相信時光不可倒流，那就等同於承認了熵增加原理。英國物理學家愛丁頓對於這個定律的重要性有過壹個生動的描述：
熵增加原理——熱力學第二定律的地位，我認為在自然定律中應該是最高的。如果有人對妳說：餵！夥計，妳崇拜的宇宙理論有悖於麥克斯韋方程！這時我覺得倒黴的應該是麥克斯韋方程。但如果妳的理論被發現與熱力學第二定律不符，那我可以告訴妳，除了陷入深深的恥辱外，別再做其他任何指望。
顯然，讓時光倒流更具顛覆性，還是相信愛丁頓吧，壹定是我們所信奉的經濟理論包含著重大的問題。其實，只要從我們尷尬的內需拉動就可以找到端倪。中國的這片土地，十幾億人的需求還不夠嗎？在各種資源都緊巴巴的情況下竟然還需要拼命制造需求，這樣的經濟模式不荒謬嗎？這拼的可真的是命啊！大家壹起消費，壹起簇擁著GDP紅火增長的經濟模式是以地球無限大、資源無限多為前提的。當人口還不是這麽多的時候，當人類“改造”自然的能力還不太強的時候，當我們根本沒有什麽能耐搞全球化的時候，這壹前提可以近似成立。但今天，危機已經多得讓人應接不暇了。
可是，歐美人民的好榜樣太誘人了，他們真的在過著我們所向往的“高級”生活。這就是整體和局部的關系，只要能夠找到更大的承擔代價的地方，保持局部的有序當然沒問題。在我們周圍，同樣有很歐美的區域，但更多的還是“需要治理”的地方。根據熵增加原理，這兩種地方之間的比例會如何演繹不言自明。除非中國能夠作為壹個整體找到壹個更落後的地方，它願意並且有能力成為我們的工業園和垃圾場，就跟歐美現在的做法壹樣。但地球有多大呢？我們這樣壹個十幾億人的大國，再找下家談何容易。
面對危機，“可持續發展”變成了壹個熱門詞匯，可是我們為什麽像著了魔似的非得“發展”不可？我們在生活上想要追求的最本質的東西到底是什麽？是快樂健康、悠閑自在還是緊張忙碌、學無止境？既然“城市讓生活更美好”[2]，為什麽建設了半天之後，稍有點時間我們就忙著往外跑？別忘了，在熱力學第二定律面前，那些催著我們必須拼命“增長”的經濟理論有著根源性的疏失。科技越發達、經濟越增長，熵增加就越快。在能源和環境問題日益全球化的今天，歐美師傅自己都有點扛不住了。我們作為壹個人口和資源矛盾如此尖銳的地方，看看怎樣才能“可持續生存”才是當務之急。
美國科學家加德納和薩博曾經這樣精辟地描述經濟：“如果壹位外星人對壹百年來地球人的活動作壹記錄，他可能會作出以下結論：人類所有經濟活動的真正目標就是把原始物質變成有毒的廢物，並采用燃燒、掩埋或者傾倒到海裏的方式來逃避它們對人類的傷害。”
所謂原始物質，也就是石油、煤、各種礦物等等，其實都是太陽在過去幾億年裏的勞動成果，而人是唯壹會制造垃圾的生物，我們所生產的垃圾還要指望太陽每天壹點壹點地去處理。有的專家會告訴我們，不用擔心熵增加，因為地球不是孤立系統，太陽有源源不斷的能源輸入。的確，那些礦產和化石能源就是太陽的不懈努力在地球上存下的熵減，但以今天人類的能力，正反兩方面的速度太不成比例了。在原料方面，幾億年的成果，我們用短短壹百年燒掉了壹半；在垃圾方面，塑料自從發明到現在，所有的成品都還在地球的某個地方頑強地存在著。理解了這個過程，問題就很清楚了。經濟生活中最主要最繁重的工作都是由太陽完成的，其中壹部分花了它幾億年的時間，而另壹部分還幾乎全部堆在案頭，那是它未來漫長歲月裏的任務。所謂“財富”的產生就是因為我們沒有支付給太陽任何費用。想想我們為什麽能夠花兩塊錢買下壹節幹電池吧，拋棄之後壹畝地的汙染是兩塊錢能夠挽回的麽？
也就是說，我們拼了半天命，所創造的“財富”其實是個很虛無的東西，在大自然的反撲面前，它將毫無還手之力。那我們該怎麽辦呢？說到這個問題，最讓人覺得虧得慌，因為我們原本是壹個對這壹切了解得無比透徹的偉大民族。
[1] 孤立系統的壹切自發過程均向著使其微觀狀態更無序的方向發展，如果要使系統回復到原先的有序狀態是不可能的，除非外界對它做功。微觀狀態越混亂，則該系統的熵值越大，反之越小。所以說，孤立系統的熵值是永遠增加的。
[2] 2010年上海世博會主題