沸腾文学

第28章 烟雾与虫子28（第2页）

你会发现，按照这么一个分形的原理来设计生命，是一个特别经济的选择。因为人类的DNA不需要记录下完整的设计图，血管一共要多长，这里要一段还是两段，那里是应该分叉还是应该走直线，要是记录完整的设计，信息量可太大了。而且具体到每个人，其实各不相同，如果是记录多套方案，然后给每个人随机挑选这么一套，那DNA承载的信息更是无法计数。

但是如果应用分形的原理，DNA并不需要存储那么多的信息，只需要记录若干简单的规则，然后不断重复使用这些规则，就能演化出复杂又各不相同的方案，经济又高效。

如果我们总结一下，你会发现，不论是“非线性系统”，还是“自我的复制”，都有相同的一个特点，就是系统中是有反馈的，也就是上一次的结束时的结果，影响了下一次的开始时的初始数值。

有了反馈，一个系统的变化率，就会受到之前变化结果的影响。变化率和变化结果互为因果，相互纠缠，这种复杂，就使得系统从秩序走向混沌，演化出了一个纷繁复杂的世界。

就像我们在前边讨论的，其实不会有无限放大的混沌系统，不然的话，巴西的一只蝴蝶引发了得州的龙卷风，得州的龙卷风引发了全美国的大海啸，全美的大海啸再引发世界级的寒潮，就这么层层放大，用不了多久银河系都毁灭了。

这当然和现实情况不相符。这就说明变化到了一定程度，混沌系统又会走向秩序。那从混沌到秩序的边界又在哪里呢？

科学家们对此做过各种各样的研究，他们的结论是，当混沌系统变得足够大，就会重新走向秩序。换句话说，大了就不一样。

比如我们前边举的例子，用水龙头创造一个混沌系统，当水龙头开到一定程度时，会随机出现各种各样的乱流，但是把水龙头开到最大，水流又变成单一整齐了。

甚至一些更奇特、更随机、更无法预测的事件，随着规模的增大，也会从混沌随机走向必然。

比如生命是怎么从地球上诞生的？很多人都说这是一个非常非常偶然的事件，但是，著名的圣塔菲研究所的一位科学家做了一个实验，发现生命的出现没有那么偶然。

我们知道，生命的出现最依赖的就是有机物，而有机物是地球上各种元素和物质经过复杂的化学反应之后产生的，是互动的结果。如果你听过郑路老师的社会网络课，就会知道，生命就是在各种物质组成的网络中诞生的。

圣塔菲研究所的这位科学家，就用纽扣模拟网络中的节点，用线模拟节点和节点的连接，他找了上万个纽扣，然后每一次都随机连接两个纽扣。

一开始的时候，这种连接是非常随机的，比如第一次，从一万个纽扣里边挑两个，大概会有将近5000万种不同的组合。可是科学家发现，随着连接的数量越来越多，规律就开始显现出来了。当连接的数量超过纽扣数量的一半时，就会形成超大规模的网络，把大多数纽扣连接起来。

你要知道，如果要保证1万个纽扣两两连接，你需要将近5000万条线，但是圣塔菲科学家的实验证明，只需要5000条线，就能把大部分纽扣吸纳进一个相互连通的物质网络当中了。

想象一下，在久远的地球上，物质A偶然和物质B发生了反应，产生了物质C，物质C又能和新的一种物质D发生反应。这种化学反应也像是在纽扣之间连线一样，当它们之间的连接变得越来越多，很快，就会把所有的物质都纳入这个网络中。所以，只要地球上一开始的物质是能生成有机物的，不缺材料，那么随着物质网络之间的互动，这些物质就一定能凑到一起去发生反应。

所以这本书中给出了一个惊人的结论：生命无可避免会出现，我们是大自然表达更深刻秩序的产物。

那到底为什么规模大了之后，系统就会从混沌重新走向秩序呢？说句实话，今天的科学家们还没法给出最终答案。在这本书中，作者给出了一个猜想，规模和秩序的关系，可能是因为熵增定律。到底什么是熵，时间有限，没法在这里向你展开介绍，得到上像万维钢老师的《精英日课》，孙亚飞老师的《化学通识30讲》当中，都有非常精彩的讲解，感兴趣的话你可以学习一下。

简单来说，如果没有外力干涉的情况下，所有系统都会向着熵增加的方向发展，这可能是宇宙的终极定律。规模越大，熵增加的方式就变得越少，用一个比喻来说，就有点像花钱，如果你想花出去100块钱，那有各种各样的方式，可是如果你想一下花出去100万，能选择的方式就少了很多，如果让你一下子花出去100个亿，那几乎就只有几种选择了。

系统也是如此，规模越大，能够使得熵增加的方式就变得越来越少，选择少了，确定性就增加了，规律和秩序就涌现出来了。

许多科学家有一种共识，二十世纪人类科学史上三个最重要的理论，分别是相对论、量子力学和混沌理论。

这三个理论都是从某种程度上颠覆了传统的牛顿力学。相对论打破了牛顿力学最大的时空界限，也就是在以光年计算的大尺度宇宙空间里，或者在接近光速的情况下，牛顿力学就不再适用了，要用相对论才能解释。

量子力学呢，是打破了牛顿力学最小的时空界限，就是在原子、电子这些微小粒子的世界中，牛顿力学也不再适用了，要用量子力学才能解释。

而混沌理论呢，打破的是传统牛顿力学给科学家带来的一种信念，就是一切均可预测。

牛顿用它的三大力学定律，建立了一个简洁又精准的世界，从地上的苹果，到天上的星星，都能用一套规则来计算，并且每时每刻，都可以准确预测接下来的运动轨迹。

这就让科学家们产生了一种自信，就是只要我们能准确测定物体此时此刻的状态，接下来无穷无尽时刻的状态，我们就都能准则预言了。

但是现实给了科学家们一个巴掌，他们发现就是有那么一些问题，是没办法准确计算的。

广义相对论与量子力学解释了宇宙在大尺度与小尺度中的运作机制，而人类对于DNA的结构以及它们在遗传复制机制中的了解，使得生命与演化在分子层次上能被简单地解释。

但生命是如何从无生命体中产生的？这个最有趣的问题，依然无解。宇宙中最难以用传统科学探索的、最复杂的生物，就是人类。