时间之谜：“有始有终”还是“无始无终”？

《从存在到演化：物理科学中的时间与复杂性》是一部关于时间演化史的著作，与霍金的《时间简史》堪称姊妹书。

时间问题一直是科学的一个终极挑战，是思考宇宙本质和起源的基点。霍金在《时间简史》中认为时间有开端也会有末日，而本书认为时间无始也无终。

与《时间简史》一样，本书也是用浅显易懂的语言诠释最复杂的时间问题，同时书内还收录了普里戈金诺贝尔化学奖颁奖词和讲演词，以及普里戈金教授撰写的《中国与科学的春天》、郝柏林院士撰写的《普里戈金与中国》等珍贵回忆录。

《从存在到演化：物理科学中的时间与复杂性》[比利时]普里戈金 著，北京大学出版社出版

>>内文选读：

物理学家和化学家都知道，过去和将来起着同样作用的描述，并不适用于所有现象。我们可以观察到，把两种液体放入同一容器里，一般都会扩散成某种均匀的混合物。在这个实验中，时间的方向就是关键。我们观察到一个逐渐均匀化的过程，这时，时间的单向性就是很显然的了，因为我们不会观察到两种混合在一起的液体自发地分离。但是，这类现象很久以来都被排斥在物理学的基本描述之外。一切与时间方向有关的过程都被看作一种特殊的初始条件的结果。

我们在第1章中将会看到，20世纪初，这种静止的观点几乎为科学界一致接受。但从那时起,我们便朝着离开静止观点的方向发展了。一种动态的观点（时间在其中起着重要的作用）已在几乎所有的科学领域中盛行。进化的概念好像成了我们认识物质世界的核心。这个概念在19世纪就完全形成了，值得注意的是，它几乎同时出现在物理学、生物学和社会学中，只是具有十分不同的特殊含义而已。在物理学中，它的引入是通过热力学第二定律，即著名的熵增加原理，这个定律是本书的主题之一。

在动力学中，时间被当作运动；在热力学中，时间与不可逆性联系在一起；在生物学和社会学中，时间作为历史，我们怎样把这些不同含义的时间相互联系起来呢？这显然不是一件轻而易举的事情。但是，我们生活在一个单一的世界之中，为了对我们居身的这个世界建立一个统一的观点，我们必须找到某种方法，使我们能够从一种描述过渡到另一种描述。

本书的基本目的之一是向读者传达我的一个信念：我们正经历着一个科学革命的时期，这个时期涉及重新评估科学方法的地位和意义，这个时期正类似于科学方法诞生的古希腊时代以及科学思想复兴的伽利略时代。

许多有趣的和十分重要的发现，扩大了我们的科学视野。这里仅举几例：基本粒子物理学中的夸克、天文学中像脉冲星那样的奇妙天体、分子生物学的惊人进展等。这些都是我们时代的里程碑，我们的时代是一个特别富有重大发现的时代。然而，当我说到科学革命的时候，我想到的却是另一些东西，也许是更难以捉摸的一些东西。自西方科学兴起以来，我们一直相信所谓微观世界——分子、原子、基本粒子的“简单性”。于是，不可逆性和进化就表现为一些幻象，这些幻象与自身简单的客体的集体行为所具有的复杂性联系在一起。这种简单性的概念在历史上曾经是西方科学的一个推动力，然而今天却很难再维持下去了。我们所熟悉的基本粒子，就是一些复杂的客体，它们既可产生，也会衰变。如果说物理学和化学中还存在简单性的话，那它不会存在于微观模型之中。它倒是可能存在于理想化的宏观模型中，如谐振子或二体问题的简单运动模型。但是，如果我们用这些模型去描述大系统或非常小的系统的行为，这个简单性就会消失。只要我们不再相信微观世界的简单性，就必须重新评估时间所起的作用。于是我们就遇到了本书的主题,这个主题可以表述如下。

第一，不可逆过程和可逆过程一样实在，不可逆过程同我们不得不加在时间可逆定律上的某些附加近似并不相当。

第二，不可逆过程在物质世界中起着基本的建设性的作用；它们是一些重要的相干过程的基础，这些相干过程在生物学的水准上显现得特别清晰。

第三，不可逆性深深扎根于动力学中。人们可以说，在不可逆性开始的地方，经典力学和量子力学的基本概念（如轨道或波函数）不再是可观察量。不可逆性并不相当于在动力学定律中引进某种附加的近似，而是相当于把动力学纳入更为广泛的形式体系中去。因此，如我们将要指出的，存在一个微观表述，它超出经典力学和量子力学的传统表述，明显地揭示出不可逆过程的作用。

这种表述导致一个统一的图景，它使得我们可以在许多方面把从物理系统观察到的和从生物系统观察到的联系起来。这并非意味着要把物理学和生物学都“约化”为一种单纯的格式，而是要清晰地规定不同级别的描述，并为从一种描述过渡到另一种描述提供条件。

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