本文转载自公众号：大历史BigHistory，作者系哈佛大学哈佛-史密森天体物理学中心的埃里克·蔡森（Eric J. Chaisson）博士，译者孙岳，首都师范大学教授，世界历史博士。原文载《全球史评论》2013年第6辑。
导读：大自然中有许多性质不同的复杂系统，比如物理的、生物的或文化的，这些复杂系统，是周围日趋无序的大洋中的有序孤岛。在不断扩张的宇宙中，此类复杂系统的复杂程度不断提高，能量是主要的驱力。正是能量流驱动了生物体和社会，就如同能量流驱动了恒星和星系一样。
宇宙演化史可谓是扩大版的全球史。宇宙并不是一部网线纵横缠绕、服从某种电脑程序的机器，而更像是一个可供演化蜿蜒曲折地发生的场所，其间既有必然性也有偶发性，在长时段的历史进程中呈现出某种有秩序的、有组织的复杂系统的谱系。如果说达尔文的进化论标志着人类理解上的一场革命，即认识到人类与地球上其它所有的生命形式本质上并无差异，那么宇宙演化论则更进一步，证明地球上的以及我们身体里的物质与恒星和星系中的物质本质上是相同的。
宇宙演化研究把众多学科的知识结合到一起，并因此造成了一种宏大的关乎整个宇宙演化的综合命题：我们寻求大自然的统一性究竟在多大程度上是现实可行的呢？统一或整合后的产物究竟是类科学还是类哲学？地球上和地球之外形成的不同凡响的秩序是如何发端于混沌呢？建立在人类观察基础上的宇宙演化建构又如何与热力学的毁灭本质相协调呢？而更为突出的问题是，我们试图理解宇宙间的多种结构是如何涌现的？尤其是精妙、并发、多样的系统相关组成部分又如何促成系统本身复杂程度提升的？。。。。
这篇来自哈佛-史密森天体物理学中心大历史学家的学术成果，给我们带来了关于大历史和宇宙演化的思考和评论。感谢译者和公号大历史BigHistory编者的授权。关于复杂系统演化本公号曾发过类似主题文章，未读过的可以先看这里：
1、讲座 | Frazer： 复杂系统（上）——一种全新的思维方式
2、讲座 | Frazer： 复杂系统（下）——自组织和演化
导言
多年以来，本人科研的一个主要目标，是如何将人类置于适当的宇宙大框架之中并量化分析人、人的大脑以及我们这个技术社会具体的复杂程度。
本人对宇宙演化的研究既有广度，又不乏深度，且往往从现象入手：宇宙演化可谓是从大爆炸至人类社会跨越140亿年的自然史的整体变迁的科学研究。有学者（如Christian 2004;Brown 2007; Spier 2010; Rodrigue et al. 2013）将其称之为“大历史”，其实这一称谓是指一些较为局部的变迁，具体而言，只涵盖那些造就了我们人类自身的几个系统的变迁，如银河系、太阳系、地球和人类自身。不过，要考察整个宇宙，包括众多的星系、恒星以及可能的类似地球的行星、甚或智能生物体，我总喜欢使用另一个涵盖更宽的概念，即“宇宙演化”（Chaisson 1981, 2001, 2006; Dick and Lupisella 2009; Grinin et al. 2011）。
埃里克·蔡森（Eric J. Chaisson）博士，哈佛大学哈佛-史密森天体物理学中心副研究员。
我是一名实验物理学家，我的研究课题旨在对数十亿年的自然史给予解释，为此，我提出了能量在愈发复杂的系统中流动的概念。
这当然不是批评其他学者的其他一些做法，比如有人用信息理论或熵增益说来概括复杂性和演化，但我还是觉得诸如此类的概念过于抽象、难以界定、更难以量化。宇宙好像并不是一部网线纵横缠绕、服从某种电脑程序的机器，而更像是一个可供演化蜿蜒曲折地发生的场所，其间既有必然性也有偶发性，在长时段的历史进程中呈现出某种有秩序的、有组织的复杂系统的谱系。
宇宙并非按事先编好的程序平铺直叙地运行的机器，而是进化的竞技场，如同在漫长历史时空中穿行的河流，在机遇和必然中蜿蜒前行，留下秩序井然的复杂谱系。
演化中的变化是多端的、柔性的和灵活的，演化的结果就是我们在宇宙中见到的各个星系、恒星、行星和生命体。宇宙的演化至今仍在进行中，文化演进发端于生物演进，而生物演进又是基于此前的物理演化，一切都是那样自然。此类演进或演化呈某种阶段性特征，但又共同构成宇宙演化的一个组成部分，宇宙的演化也同样非常自然且永远如此，时间上无可逆转，空间上不断膨胀。
01 宇宙演化本身即科学的世界观
经过去几十年的科学研究，一个有关自然历史演进的统一图景渐趋浮现，其中就包括作为智能存在物的人类自身。这一新的世界观的核心即古已有之的“变”的观念，最早提出这一观念的很有可能是中国古典时期的道家学者，其出处即《易经》（可参照Chaisson1987）。两千五百年前的赫拉克利特可能是对的，他根据当时对大自然的最佳观察得出结论说：“万物皆流动，无物常住”（παντα ρει）。从恒星和星系到生命和人类，现在已有越来越多的学者认识到在人类的全部知识中存在着一种精妙的理解模式，那就是以跨学科的视角讲述宇宙的起源和演化，并以此视域审视丰富宇宙中的每一件已知的存在物。
“万物皆流动，无物常住（Everything flows）”，两千五百年前的赫拉克利特根据当时对大自然的最佳观察得出结论。
这一蕴涵宽广的宇宙论——生命乃其中的一个有机组成部分——通常是按如下的方式表述的：宇宙演化研究整个宇宙史上多种形式的发展与世系变迁，其中最主要的是放射物、物质和生命体组合、构成的发展与世系变迁。这一思路的结果是把众多学科的知识结合到一起并因此造成了一种宏大的关乎整个宇宙演化的综合命题，举凡物理学、天文学、地质学、化学、生物学、人类学及多种社会科学和人文学科均囊括其中，恰似一部规模庞大的真正的史诗，从时间之初一直讲到现在，自然还要深入到整体的未来。
宇宙演化研究整个宇宙史上多种形式的发展与世系变迁
我们正处在这样一个知识综合的新时代，我们已确知所有已知的体系——包括原子和星系、细胞和大脑、人群与社会等等——均是相互关联且不断变迁的并试图对其加以解析。我们对进化的认识早已超越传统的生物学；一般说来，进化的观念（在大多数词典中是这样界定的）现在是指“任何体系形成、增长和发展变化的上升过程”，这一认识现已成为所有科学走向统一的强大要素。
不过这一点之外还有很多问题存在，比如：我们寻求大自然的统一性究竟在多大程度上是现实可行的呢？统一或整合后的产物究竟是类科学还是类哲学？地球上和地球之外形成的不同凡响的秩序是如何发端于混沌呢？建立在人类观察基础上的宇宙演化建构又如何与热力学的毁灭本质相协调呢？而更为突出的问题是，我们试图理解宇宙间的多种结构是如何涌现的，尤其是以诸如精妙、并发、多样或关联等特征所界定的系统相关组成部分促成系统本身复杂程度提升的过程。
我们对进化的认识早已超越传统的生物学；进化的观念现在是指“任何体系形成、增长和发展变化的上升过程”
近年来，有大量学者在新的巨型数据库的指导下对多种复杂系统进行了经验研究，结果表明上述问题是可以找到答案的。诸如星系、恒星、行星、生命和社会等有序复杂系统的“孤岛”完全可以在这些系统之外的渐趋无序的环境“大洋”中得到平衡。所有研究得出的数据均与现代热力学——尤其是前沿的非平衡态热力学——基本概念相吻合。大自然中所有有组织的结构，甚至包括生命本身，都完全遵从著名的热力学第二定律。序与熵完全可以同时增长，只不过前者（在系统中）是局部的，而后者（自周围的环境看）是关乎全局的。
宇宙中是否存在某种基础原理、统一法则在创造、组织并维系着全部复杂系统的结构和功能呢？
我们深知萦绕在折衷主义者（例如Mandelbrot 1982; Wolfram 2002）脑际的如下问题，因此，我们愿意明确提出这一核心问题：宇宙中是否有某种柏拉图式的理念存在呢？也就是说，宇宙中是否存在某种基础原理、统一法则或某种异常简单的过程，而正是这种原理、法则和过程在创造、组织并维系着全部复杂系统的结构和功能呢？
图1标示的是经典的宇宙演化图景，即时间之矢。图示中的箭头代表整个历史上发生的事件序列，从简单到复杂，从无机到有机，从无序到有序。对这一序列的认知建立在自文艺复兴以来人类收集到的大量信息基础之上，该序列与演化必有线索的观念非常吻合，即从原初的能量到基本粒子及后来的原子，从原子到星系和恒星，从恒星到后来重元素的形成，重元素再继续演化成生命构成质料的分子，分子又形成生命体，及至智能生命和我们生活于其中的有高度文化、高度技术的人类社会。
现代学术虽细分成众多学科，但演化可谓贯穿所有学科。达尔文的生物进化论或称新达尔文主义最为人所熟知，虽然很重要，但它却只不过是更大的演化模式中的一个子集，后者的范围甚至不限于地球上全部生命的演化过程。总之一句话，达尔文的进化论适用于所有的动植物，而宇宙演化论则适用于宇宙间的全部存在。如果说达尔文的进化论标志着人类理解上的一场革命，即认识到人类与地球上其它所有的生命形式本质上并无差异，那么宇宙演化论则更进一步，证明地球上的以及我们身体里的物质实与恒星和星系中的物质本质上是相同的。
原先适合简单生物繁衍的环境向着适合更为复杂的生物存在的环境转变；原先适合星系形成的早期宇宙环境逐渐向适合恒星和行星形成的环境发生转变。
图示中的时间之矢并非有意凸显人类中心主义，箭头所指仅是一般意义上的未来，而不是某个特定的归宿。虽说有所谓人择原理，但却没有任何符合逻辑的证据能够说明宇宙是为了创造人类而存在（Greene 2011）。人类不大可能是宇宙演化的顶点或终极所在，人类也不大可能是宇宙间唯一通晓技术的有机存在。因此，时间之矢原则上只是某种便于人理解的象征符号，因为它形象地表示出无时无处不在发生的变化，且伴随从漩涡状的星系到嶙峋起伏的地球再到会思维的人类，不同层次结构的复杂性渐趋增加。
同时，时间之矢也没有生物演化从所谓“低级”向“高级”进化的意思，而只是标示从星系到恒星再到行星的物质过程。其真实的内涵是，伴随时间——往往是漫长时间——的推进，原先适合简单生物繁衍的环境向着适合更为复杂的生物存在的环境转变；原先适合星系形成的早期宇宙环境逐渐向适合恒星和行星形成的环境发生转变。外在环境的变化通常在系统内部变化之先，而变化的结果一般是朝向多样化和更加复杂。
在此，笔者感谢哈佛大学的师生及史密森天体物理学中心的同仁，在过去几十年来里，他们就此话题与笔者进行了无数次非常好的讨论。
参考文献
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（未完待续）
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