宇宙出自设计这样的论证于是跟目的论挂上了钩。因为目的论就是认为宇宙是按照定好的程序向着某个最终的目的演化的。
目的论在其最广泛的形式中包含了质朴的秩序和复杂的秩序。目的论是一种古老的观念。阿奎那曾经写道:“人们在一切物体中都观察到趋向某个目的的行为秩序,一切物体都遵从自然规律,即使当它们没有意识时也是如此……这就表明,它们确实趋向一个目的,而不是偶然地碰上目的。”尽管阿奎那对物理基本定律的数学质朴性一无所知,但他点出了物体遵从秩序的规律这一引人注目的事实,并以之作为设计者上帝存在的证明。
目的论曾受到激烈的攻击,以致现在神学家们也对目的论怀有戒心。然而,一些现代人倒为目的论作辩护。斯温伯恩写道:“宇宙中存在着秩序,这就显然地增加了上帝存在的可能性。”②但是,斯温伯恩立论的基础是质朴的秩序,而不是复杂的秩序。复杂的大自然的结构证明有一个宇宙的设计者存在,这种论点似乎已经声名狼藉了。
这种论点之所以声名狼藉,主要是因为很多显示出复杂秩序的系统实际上可被解释为是由完全普通的自然作用所造成的最终结果。当然,这并不是说,一切有序系统都是自然地产生的,但这也的确使我们小心起来,不能仅仅因为看到某种事物很复杂,不象是偶然产生的,就推论说存在着一个设计者。我们也必须了解一些复杂的秩序得以产生的过程。
随着查尔斯·达尔文《物种起源》一书的出版,目的论与反目的论的两派重大冲突就产生了。生物的精巧组织似乎最充分地显明了一个超自然的设计者的存在,而生物学以及地质学则为生物的所有的不寻常的特性提供了充足的解释。现在,科学家和神学家实际都一致认为,生物界的秩序的演化,是由突变和自然选择造成的。尽管达尔文最初的理论到现在也没有完善,但进化的基本原理和机制则没有人去认真地怀疑了。
达尔文的进化论的主要论点是偶然性。突变是由纯粹的偶然造成的,由于生物特性中发生的这些完全随机的变化,大自然就有了广阔的选择范围,可以根据适应性以及优越性进行选择。这样,大量的小偶然变易积累起来,就产生了复杂的有组织的结构。这种趋势所引起的相应的有序的增长(熵的降低)是以更大量的有害突变为代价的。通过自然选择,有害的突变被除去了。因而,生物的进化与热力学第二定律并不矛盾。今天的美妙的生物是靠着遗传灾难作铺垫发展起来的。
不管人们是否准备承认达尔文提出的进化论机制是完善的,但不可否认的是,突变和自然选择肯定是促成生物秩序发展的一个主要因素。物质系统可以自发地组织起来,形成错综的复杂性,这一至关重要的原理是一个经验的事实。在第五章我们曾看到过,近年来物理学家和化学家如何在实验室里研究较简单的自组织的例子。实际上,这些研究变得如此重要,以致人们造出一个新词——协同学——来描述这些研究。所得出的结论必然是,一个系统当中所存在的秩序,不管多么引人注目,多么复杂,其本身并不能证明它必定是一个设计者创造出来的。秩序可以而且也确实自发地产生。
然而,这些意见仍没有解决一个重要的问题。尽管只要在其他地方产生代偿性的无序,秩序的自发产生就不会与热力学第二定律相矛盾,然而,假如宇宙作为一个整体在开始时没有相当的负熵储备,显然根本不可能存在任何秩序。假如总体的无序根据热力学第二定律一直是在增加,那么,在我们看来,宇宙创生时必定是有序的。这,难道不是为一个创世主——设计者的存在提供了一个强有力的证据吗?因为即使自然的过程可以产生出局部的秩序,但首先仍是需要先有些负熵来驱动这些自然的过程。不错,负熵的存在充其量只能证明有一个代理设计者,即一位创造者给大自然这部机器输满了能量,然后由它自己随便产生出什么结构来。但是,这样的说法仍是牵涉达到惊人程度的超自然的灵巧。其原因说明如下。
熵,即无序,是与概率和排列的概念密切相关的。一个高熵或无序的系统可能是很多原因的结果。例如,我们可以考虑一下一箱处于平衡状态的气体的情况。箱内的气体现在温度一致,密度一致,达到了最高熵的状态。在这种情况下,气体的所有的分子可以以极多的方式重新排列(例如,把分子挪到不同的位置上,或改变它们的运动速度)而不影响气体的大体性质。另一方面,我们再考虑一下低熵状态。我们所考虑的低熵气体分子或以平行的轨道运动,或是都挤在箱子的一边。这些有序的分子排列构型对任何细微的分子重新排列都极其敏感。分子重排列的方式数目极大,但排列出这种有序构型的方式数目却很小。这也就是说,有序(低熵)的状态是高度不可几的,不稳定的。低熵状态要求数目庞大的个体分子进行细致的合作。而处于无序(高熵)状态的分子则可以撇开其他的分子不管,胡乱地运动。
例如现在让你随意挑一种分子排列,那么,极有可能的是,你挑的是具有最高熵的排列。原因很简单,因为可能的无序排列要比有序排列多得多。这颇似一个猴子在乱弹琴,它弹出一首名曲的可能性比弹出不成曲调的一串噪音的可能性要小得多。数学研究表明,有序状态对重新排列的敏感性是呈指数关系的。这就是说,进行一次随机的选择而导致有序状态的几率,随着负熵程序的增长而呈现指数下降。指数关系的特色是其迅速的增长或降低。例如,一些以指数关系增长的生物每隔一段时间数目就会加倍:1,2,4,8,16,32…。
指数因素的存在意味着随机发生有序状态的可能性极小。例如,一个箱子里的1升空气自发地全跑到箱子的一头的几率是101020。这个数字代表的是1后面有100,000,000,000,000,000,000个零!这样的数字说明,从数目庞大的各种可能的状态中挑选出低熵状态(有序状态)必定要多么细心。
这个谜在宇宙学中的意义是这样的:假如宇宙的创生纯属偶然,那么,宇宙中包含任何可观的秩序的可能性便小得不成样子。假如大爆炸只是个随机事件,那么,可能性极大的情况(用“极大”一词极不够份量)似乎就是,随大爆炸产生的宇宙物质将会处于热平衡状态之中,熵值极大,有序程度为零。而事实显然并非如此,于是,人们就很难回避这一结论:宇宙的实际状态是不知用什么方法从数目庞大的可能的状态中“挑选”出来的,因为这些数目庞大的可能的状态除数目极小的一部分之外是完全无序的。假如宇宙这种极不可能的有序的初始状态被选出来了,这岂不就是说当初必定有一个挑选者或设计者进行了“挑选”吗?
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