人生意義的熱力學解讀

作者：許鐵

熱力學，物理里最熱辣的主題，是一種簡化複雜事物的驚人思維方式，不僅可以用於物理，更可以作為一種抽象的比喻， 來理解人生。本文是自己茶餘飯後的一些思考，重在啟迪。

受物理啟發，我提出生命的本質是尋找「序」或者範式，即找到一種生命模式，能夠持久的調動你所有精神能量，以至忘我境界。我說，這就是生命的意義。如同一個沙灘上的少年，從浮沙中堆起一個城堡。

為什麼人生可以用熱力學闡述？ 因為人歸根結底活在自己的內心活動里，內心的物質基礎是神經系統，它處在與外界不斷的能量和信息（記住，世界的主旋律！）交換中， 這與熱力學系統極為神似。 而無論是氣體還是神經系統，背後的數學原理都是自組織。即大系統的複雜性（「智慧」）是大量簡單（「愚蠢」）的小單元相互作用而產生的。

熱力學裡面有兩個永恆的主題，那就是能量和熵。 什麼是能量？ 能量就是系統做功的能力，我們說一個人能量十足是因為它在不停的運動和做事，物理也是一樣的，它說的是一個系統不停的運動和推動自身發生變化的能力。

什麼是熵？ 對於一個複雜的系統，比如一群分子，一個人群，首先具有的性質就是不確定性。因為大量元素的情報是不可能完全掌握的(統計學核心問題)。我們把距離確定性描述這個系統所缺失的信息，叫做熵（系統每種可能狀態的概率對數的期望之負值）。數學上講就是你還需要多少比特的信息可以把系統狀態完全確定，熵就是不確定性的大小。用比較文科的思維理解，高熵就對應一種我們不可知，不可控的局面，有人稱之為無序（系統秩序-結構-order的喪失往往代表大量不確定可能的出現），雖然這類比喻並不完全準確。你可以想像一個無序的跳蚤市場，不同的人叫賣個人物件，你早起去市場上看，你唯一知道的是你不知道市場有什麼，就是典型的高熵體系。

圖： 熵是不確定性的量度，系統自發的變化是從低熵到高熵，一個圖像從清晰，逐步模糊的過程，是為時間的箭頭。

懂得熵就可以懂得信息： 信息就是反方向的熵，或者說不確定性的減少。在一個複雜系統里，你知道的信息越多，系統的隨機性（自由選擇）就越小。用理科的思維信息就是降維（dimensions reduction），用文科的思維信息就是有序。

熱力學的三大定律，都圍繞能量和熵。

第一定律--能量守定律：系統做功的能力是不可以隨便產生或減少的，而是有一定的值。如果你需要增加能量，就要和外界交換。

第二定律-熵增加定律： 孤立系統（沒有能量和物質進入系統，例如整個宇宙就是一個孤立系統），熵是只增不減的。這是一個神一般的定律，指出萬物演化的趨勢。整個宇宙的熵增大，使得時間有了方向，或者說時間軸的對稱性被打破，未來（高熵）和過去（低熵）成為了截然不同的部分。它給出宇宙一個終結的狀態-失序，所有有結構的形態的崩潰，大到文明，小到細胞，都只能化作塵埃。

第三定律， 熱力學零點。在此不敘。

熱力學第二定律，所謂時間之矢，是我所有物理定律里最喜歡的。因為它指出事物的天然傾向性，那就是走向不確定性的增大（我們統稱為失序）。 通常我們使用熵最大原理的時候要考慮系統的限制條件，比如熱力學系統的體積，能量，求解一個在限制條件下的最優化問題（原則上可以解決所有熱力學問題）。

接下來說說人，剛才說生物系統和氣體都是複雜系統，但是作為生物體的你和氣體的本質區別是什麼？一言以蔽之：生物體從無序向有序發展（熵減少），氣體從有序向無序發展（熵增加）。

或者說，生物體遵循逆熱力學第二定律。最大化信息而最小化不確定性（無序）。何為最大化信息？ 其實就是對外界環境變化的貝葉斯學習， 或者說根據外界環境的變化，系統作出某種反應，然後通過得到的環境反饋來調整學習的過程。 這與機器學習里的增強學習異曲同工。

無論是生命進化，還是我們出生以後學習的過程， 都是逐步從簡單到複雜，增加對外界環境的掌控力-或者說增加確定性的過程。生物把它億萬年掌握的環境信息寫入DNA的編碼。

圖：DNA 即意外年裡生物為對抗熵增，減少不確定性所凝結的生命之塔。

但是從無序向有序是要付出代價的，代價就是為了維持自身的結構，你就要不停的導入和導出能量。 為什麼？想一想，自然的趨勢是無序，你要使自己有序，或者說宇宙總的熵是增加的，而你的熵要減少，那就是宇宙其他的部分要為你的熵減少付出代價。怎麼辦？ 宇宙其它部分的熵必須增加。就是要從宇宙里導入有序（負數的熵），而把無序（熵）還給宇宙。而熵作為信息，是不能夠獨立存在的，它必須依託一個載體-能量。 因此最終就是作為生物體的你要讓能量攜帶著有序（負熵）進入而攜帶著無序（熵）流出，自身獲得秩序和結構，而把無序還給宇宙。這個過程吸入能量放出熵的過程在生物學上稱作新陳代謝。

單個的生物體是無法長期支撐這種代價的，系統抵抗熵增的能力隨時間減弱，是為衰老過程， 並最終淹沒在熵增的洪流中，即死亡。然而群體的生命之流卻可以在更長時間尺度抵抗熵增。

圖： 衰老與失序。年輕與俊美多與緊緻有序有關，而衰老則伴隨著鬆弛失序，或不確定性的增加。

認知和學習的本質也是從無序到有序，減少不確定。 我們的存在，無非可以分解為對外界的感知和相應的行動（Perception & Action）。 感知決定行動，行動的結果通過感知反饋給我們。 我們大腦的神經活動所乾的主要事情，就是猜測某種行動將要產生什麼樣的結果。 當大腦的猜測完全不靠譜，即不確定性高。而猜測越精確，則不確定性越小。 認知學習的宗旨，就是精確預測，產生理想的結果（熵減）。

基於這種生物存在的本性，我來回答人類存在的一個基本問題： 活著的意義何在？ 其實這個問題問錯了，因為不站在上帝視角，你連意義是什麼都不知道。 而開啟物理思維，就是開啟上帝模式。

生命皆流: 生命是一個暫態過程。能量流動的過程即生命。體現在我們的意識層面，就是永恆不息的慾望。食慾滿足後的愛欲，愛欲滿足後的求知慾。或者我們可以管這個叫慾望守恆吧。慾望如同無序奔騰的河，意義不對應某一慾望的滿足，因為欲求不滿是永恆的狀態。

快樂：如果意義真的存在，那麼快樂是它唯一的載體。因為感知即存在，但是苦辣酸甜的感知本身是沒有好壞意義的。賦予他們以好壞的，是快樂不快樂。

但是快樂是什麼？ 神經科學裡把它和一種多巴胺的化學物質聯繫起來。 多巴胺是大腦對行為的獎勵機制。這樣看來快樂只是表象，它是系統各種複雜因素綜合後的一個表徵量（如同熱力學系統的溫度）。如果你只為追求快樂而活你就註定達不到快樂，因為你沒有看到他背後的深層動因。怎麼才能快樂？ 請往下看。

焦慮： 焦慮與不確定性相關，因為這是生物要極端迴避的狀態。任何不確定的事件，躲在森林裡的老虎或者明早沒有準備好的考試都使我們焦慮。所以有保險業。從焦慮的對立面看，我們可以反觀快樂， 快樂必然與不確定性的減少，或者說秩序的建立相關（熵減）。

人生目的：人生本無目的，我們卻一定要賦予它一個目的，為什麼要鑽牛角尖？ 因為目的是賦予人生秩序的手段，或者說從無序中划出有序，從一大堆隨機的雜訊中聚沙成塔。 之後我管它叫生命之序。當然並非每一個目的都可以成為序，只有那些能你把四處發散的慾望之流收斂到一處的目的才可稱作序。

序從哪裡來？ 序在我們的基因里。基因就是億萬年光陰被大自然選擇的序。也正因為此，生命的序是先驗的，不能由推理得來，而只可由生活經驗的積累中感知得到。

回到快樂：

快樂有兩種，一個是快感，一個是幸福。 快感是暫時性的，往往與慾望滿足相關，過後卻可以迅速的被空虛痛苦所抵消。 而幸福是快樂在時間的積分。 或者說持續性的快樂。 它與人生目的緊密相連。

持續的快樂來源於你所賦予人生的目的是否能特別有效的把你消耗的時間（能量）轉化為美妙的秩序。 序就像一個魔石或者說種子，如果找的准，它就可以把你的生命能量完全旋入其中，呈現出它本來該有的結構，其樂亦無窮。

人生意義： 生命的本質即熵減。 通過確立符合自己的人生目的，最有效的把慾望之流中的無序轉化為生命之序，就是人生的意義。

作為獨立個體的意義首要找尋適合自身的序。 對於不同的個體，最優的序是不同的。 因此，要思考人生目的一類的問題，不是空想一個我要當大老闆大教授，而是一種宏觀結構的思維，尋找自身生命的宏觀結構或格局。大老闆大教授都覺得好，但是到你頭上，也許只是痛苦。你可以欺騙世人，卻難以欺騙自己。 而且錯誤的序，實現的可能非常之低。

下一篇的故事，我要談談如何找尋生命的序（歡迎和鐵哥微信探討562763765）。

推薦閱讀：