我们可以在很多方面观察到这条无处不在的下降通道。因为熵,快速移动的物体会减速,有序的事物会崩溃,进入无序状态。而对于任何差异或个性而言,要保持独特性,就会付出代价。每一种差异,无论是速度、结构,还是行为,都会迅速减退,因为每一次运动都会释放能量,宇宙中的差异是受到约束的,要想保持差异,必须违反常规。
现在我们可以认为技术元素的故事就是扩展宇宙活力的故事。在万物萌生的绝对起点,宇宙——如果可以这么称呼的话——聚集成非常非常小的空间。整个宇宙始于一道闪光,比最小原子??最小粒子的最小部分还要小。这个极小点内部热量、明亮度和密度均匀分布,所有部分温度统一。事实上,没有空间可以容纳任何差异。这是彻底的死寂。
但是,从万物的绝对起点开始,这个极小点以我们尚未理解的方式膨胀。所有的新生点都在各自飞离。当宇宙膨胀到大约人头大小时,有可能开始冷却。在膨胀到这么大之前,第一个3秒内宇宙质地极为紧密,没有任何空隙;极其饱满,甚至连光也不能运动。实际上,它是如此统一,以至于今天我们在现实中看到发挥作用的4种基本力——引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力——被压缩成单一合力。在这个起始阶段,只有一种总能量,它随着宇宙的扩张分化为4种不同的力。
宇宙伸展过程中不产生任何物质。虚无空间膨胀的同时,也在持续冷却。宇宙使能量冷却为物质,接着减慢物质的运动速度,放射出光线,释放引力和其余3种力。
对于我们体内的普通氢原子而言,花费几年时间从一个细胞驻地飞奔至下一个,这将是我们能想象到它们所实现的最短暂的壮举。140亿年保持安静,然后来一次狂野的短暂旅行,穿越生命之水,接着,当所在的星球毁灭后,又回归宇宙的隔绝状态。用转瞬即逝来形容这次旅程都会显得太长。从原子的视角看,任何活着的有机体都是旋风,会将它卷入疯狂的混乱和有序中,让它享受140亿年一次的狂欢。
虽然细胞的速度快得有些疯狂,但能量流过科技的速度甚至更快。事实上,在这方面科技比目前已知的其他任何可持续系统更为活跃——它可以让原子旅行到更远的地方。今天,就最远的旅程而言,宇宙中持久性最强的活跃事物是计算机芯片。
更确切的说法是:宇宙间所有持久事物中,从行星到恒星,从雏菊到汽车,从大脑到眼睛,可以传导最密集能量——每秒钟通过1克物质的最大能量——的物品就在笔记本电脑的核心。这有可能吗?与流过太空星云的微小能量相比,恒星的能量密度是巨大的。但引人注目的是,比起草本植物内部的密集能量流和活跃度,太阳的能量密度相形见绌。尽管太阳表面能量超强,但它的质量极大,寿命达100亿年,因此作为一个整体系统,太阳每秒每克的能量流小于吸收阳光能量的向日葵。
简单地说,能量是将要冷却的潜势,但需要势差才能实现。能量的流动只会从高到低,所以没有势差,就不可能有能量流动。奇怪的是,宇宙的膨胀速度比其中物质冷却凝固的速度快,这意味着冷却的潜势在增加。宇宙膨胀越快,冷却潜势越大,在其范围内势差就越高。在宇宙的漫长岁月里,这种不断扩大的势差(位于持续扩张的空间和大爆炸的残余高热之间)孕育了进化、生命和智慧,并最终导致科技的加速发展。
能量如同受到重力作用的水,流向最低和最冷的层,直到所有势差消失才会停止。大爆炸后的第一个千年里,宇宙内部温差非常小,很快就达到均衡。如果宇宙不再扩张,基本上不会有趣事发生。可是宇宙膨胀给了万物一次诞生的机会。通过向四面八方膨胀——所有点各自远离,宇宙产生了空旷的底部,等级体系的底层,能量可以向下运动至此。宇宙扩张越快,底层的空间越大。
底层的绝对底部是所谓的终极状态——热寂。那里绝对安静,没有运动,因为没有势差,没有潜势。可以把它想象成无光、寂静,任意方向完全相同。所有差异——包括“这”和“那”的基本差异——完全失效。这个同一性地狱被称为最大熵。熵是描述废物、紊乱和无序的科学名词。就目前所知,宇宙中唯一没有已知例外的物理法则是:天地万物,皆归本原。宇宙间的一切事物都在沿着一条下降通道稳步滑向由大爆炸余热和最大熵导致的终极均衡状态。
一颗爆炸的核弹拥有的能量密度远高于太阳,因为前者是不可持续的失控的能量流。百万吨级核弹会释放1017尔格能量,这个数字是巨大的。可是这种爆炸的全部时间只有10-6秒的超瞬间。因此,如果“分摊”一次核爆炸,使其能量释放时间为整整1秒,而不是微秒,那么它的能量密度会下降到只有每秒每克1011尔格,这大约是笔记本电脑芯片的能量密度。就能量而论,奔腾芯片也许更适合被视为爆炸速度非常缓慢的核弹。
核爆炸中见到的飞速熄火现象同样发生在射击、化学炸弹、超新星和其他类型的爆炸物上。它们消耗自身物质,释放出难以置信的高密度但又不可持续的能量。与太阳相似的恒星可以数十亿年保持耀眼的核裂变,这是它们的不凡之处。不过,尽管做到这一点,但它们的能量流通速度比绿色植物产生的可持续能量流还要慢!与射击的爆炸过程不同,草本植物内部的能量交换会产生由绿叶、黄褐色主茎和肥厚种子构成的美妙结构,这是一种成熟结构,包含的信息可用于设计完美的克隆。更强大的是动物体内的稳定能量流,它让我们真正感受到能量波的威力。它们上下起伏、发射脉冲、移动,某些情况下向外辐射热量。
穿过科技的能量流比动物的还要强大。用每克每秒的焦耳(或者尔格)数来度量的话,高科技设备长时间积聚的能量是最多的。图4-1所示的能量密度图——由物理学家埃里克·蔡森编辑——最右端显示的是计算机芯片。它通过细微电路传导的能量流密度高于动物、火山或太阳。这种微型高科技产品是已知宇宙中最具活力的事物。