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麦克斯韦妖与金苹果:新千年的全球失序-电子书下载

人文社科 2年前 (2022-06-30) 1153次浏览 已收录 0个评论 扫描二维码

简介

全球流行病的暴发、民粹主义和民族主义的兴起,以及大国竞争的回归……那些曾被以为是过去式的政治形势重新出现,世界正处于“权威丧失”的长周期阶段。靠“霸权战争”来变革国际秩序已无法想象,那么有何替代品能重新建立全球秩序?
施韦勒用希腊神话中引发特洛伊战争的“金苹果”和物理学中抵抗熵增从而建立秩序的麦克斯韦妖隐喻国际政治的未来。如今,世界政治的旧体系即将结束,新的秩序状态还未到来,混乱将不可避免。拯救世界的下一个麦克斯韦妖会是什么?作者提出了多种候选方案。乐观的是,这是一个多元化体系,大国共处于一个相对多中心的世界,中美之间或可实现“竞争性共存”。

作者介绍

兰德尔·施韦勒(Randall L. Schweller),美国俄亥俄州立大学社会和行为科学学院政治学教授,主要研究领域为靠前政治理论、靠前安全与战略研究,被称为“新古典现实主义”学派的代表人物,著有《没有应答的威胁:均势的政治制约》。

部分摘录:
理解熵的语言 ——为何熵不兆末日? 熵的故事,始于19世纪50年代初维多利亚时期的英国。在格拉斯哥,贫困惊人,经济增长蔚为壮观,政治动荡剧烈,学术与宗教的讨论便是在这一背景下沸腾起来的。在这里,格拉斯哥大学的自然哲学教授威廉·汤姆森(William Thomson,后以开尔文勋爵[Lord Kelvin]名世),发明了能量(energy)这个新科学术语,却从未以此居功。汤姆森的工程学搭档麦夸恩·兰金(Macquorn Rankine),则开始将牛顿力学关于力的旧语言(物体从一处移动至另一处的倾向),替换为“实际能量和势能”之类的术语。人以群分,很快北不列颠科学改革家及自然哲学家——詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(James Prescott Joule)、彼得·格思里·泰特(Peter Guthrie Tait)、弗莱明·詹金(Fleeming Jenkin)和詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell)也纷纷与他们为伍。怀着传教般的热情,他们试图将现代物理学的能量概念提升到一个新高度,使之成为并蓄一切自然进程与文化活动的大统一原则。1
在19世纪初,几乎没有征兆表明,苏格兰启蒙运动与贵族基业的坚如磐石很快就会被证明是虚无飘渺的,而一场迫在眉睫的文化转型将席卷苏格兰社会,并最终挑起1843年的“大分裂”(Disruption):牧师托马斯·查尔默斯(Thomas Chalmers)(1)率信众出走,加入他亲手创立的苏格兰自由教会。在1800年,没有人察觉到这些混乱近在眼前,因为饱经动荡的苏格兰正享受着一段悠长的安宁。
尽管自宗教改革以来,这里的文化便以长老会(Presbyterianism)为基础,苏格兰的自然神学却仍然体现了自由圣公会(Liberal Anglicanism)的价值,南部边境的卡莱尔主教(Archdeacon of Carlisle)威廉·佩利(William Paley)清晰地表达出这一观点。这种神学牢牢扎根于启蒙运动的理念,即自然既稳定又完美。正如钟表不离钟表匠,大自然既由其设计师所创,设计师的智慧、权能与善好,便会在一切动植物身上彰显。此外,在自然之中,幸福与和谐的总和,远远超过与之相应的悲苦。出自全能者(Almighty)的亲手设计,自然的美好安排展现为永恒的完美和不变的稳定。2
时至19世纪二三十年代,新的地理科学发现了已绝迹于世间的古生物化石,削弱了这种自然秩序永固的假定。对那些古生物而言,自然确乎不够永久。越来越多的人猜测:地球起源于熔融状态,随后耗时百万年冷却,使得适应了不同剧变期(climactic epoch)的各种物种得以生发。3天文学家也发现,太阳系或许并不像启蒙运动各种模式所说的那样永远稳定持久。到了19世纪中期,“热力学第二定律”横空出世,其所推断的太阳归寂、全人类灭亡的噩梦也随之而出。物理学描绘的宇宙图画是一只倒计时钟,是所有生成物的最终灭绝,是全盘的物理死亡。4
自然神学作为这些科学启示的一项推论或许需要修正,需要更多地包含变化与衰退,而不是固有性与稳定性。于是,查尔默斯开始布道,讲神的正义、真理和善好并不会从自然中轻易衍出;那种喜好福悦胜于苦痛不幸的神圣功利权衡并不存在。为了强调各种对可见造物生效的破坏原理,查尔默斯宣扬《哥林多后书》第4章第18节(2 Corinthians 4:18)的绝对而普遍的真理:“所见的是暂时的,所不见的是永远的。”一切可见的世界都在转变,且皆有其限度——服从衰退、病变、癫乱和死亡的进程:“自然本身蕴含着衰退……非经全能之手更新,我们所生活的这个地球,必定会从伟大的时代长卷上消失……我们或已做好准备去相信,毁灭的原理,对于其他可见造物的领域,也同样有效——尽管旧约的上帝为大地奠下基础,天堂皆其亲手所出,它们却是要毁灭的;是的,凡此种种,都如旧衣涂蜡(2),神便像对一件衣服那样改换之,而它们则要服从被改换。”5在这种受到加尔文主义启发的自然哲学看来,宇宙本身被邪恶所诅咒,残缺不全不说,还注定不能免于衰朽。只有那“非受造的神”(uncreated god)可以绝对恒在且持久不衰。
查尔默斯关于可见万物性质常变的布道,不仅预示了经典热力学的新时代,还和约瑟夫·威廉·特纳(Joseph William Turner)那些由太阳、大洋和汽船构成的宏伟画作一样,巧妙地渲染了工业化转变的寓言故事和图景:一个滑轮与挽具的世界,转眼便被热机那混沌的愤怒所吞噬。一种关于能量的新秩序,打动了公众;19世纪的西方文化与社会亦为之一变。
新的能量科学 热力学与蒸汽机同于1822年问世;确实,它起初不过是“蒸汽机的理论研究”6,是“关于热能做功和热能耗散的科学”7。能,取自希腊语词汇“energeia”(“活动”“工作”),在物理学中指“物体因其自身的运动或因在自身与其他物体之间维持的‘张力’而具备的做功的动力”8。然而,在现代科学的这些意蕴之前,能,长久以来,便是一种文学和哲学的常用术语,有“情绪、文本及身体强度,智能和机体活力,特别是修辞的力量”等含义。9
“能”虽然各具形式,但其总量不变;某种形式的“能”或许会消失,但与之等量的“能”又会以另一种形式出现。这是能量守恒原理,亦称“热力学第一定律”:大量能量在各种形态之间不断转化,质有变而绝对数量不减。热力学第一定律作为一种宏大的统合全宇宙的原理,其重要性并不能过于夸大。用麦克斯韦的话说,能量守恒原理“给了我们一种思路,我们可以根据它来整理许多物理科学的事实,将其作为能量形态转化的实例。它也表明,对于一切新现象,我们必须首先研究:这种现象怎样用能量转化来解释?其原初的能量形态是什么?终末形态呢?转化的条件又是什么?”10
然而,就热能而言,由于热力学第二定律或熵的作用,它在向其他能量形式转化时有效率限制。德国科学家鲁道夫·克劳修斯(Rudolf Clausius)于1865年创造了熵这一术语(取自希腊语,意即“转化的内容”),用以指代某热力学系统中失序的增多。热力学第二定律称,系统的总能量包含两个相互分离的部分:能用于做功的能量(有用能或自由能)和不能用于做功的能量(无用能或束缚能)。熵,是有用能转化为不可转化形态(无用能量)的比率;即在一个孤立系统中,永远失掉的能的比率。11由于持续碰撞而致使物体间发生热传递,封闭系统内含的能量将以最可几模式分布;粒子之间能量均等,各粒子随机接触,无序运动。12
在热力学系统中,热能本身并不做功。更准确地说,就像萨迪·卡诺(Sadi Carnot, 1796—1832年)——此人所创造的基本概念为后来熵的发现奠定了基础——所指出的,功是由冷热物体之间的温度差所产生的:热能所做之功,等量于高温物体向低温物体转移的热量。13所有物体达到同一温度,便无功可做。克劳修斯著名的第二定律,被称为“克劳修斯表述”,曰:“不可能将热从低温物体传至高温物体而不引起其他变化。”14
综上,热力学第一定律说,能量既不能被创造,也不能被消灭。热力学第二定律说,在封闭系统中,通过一个连续的过程将全部热(或热能)转化为功,是不可能的;对于任何真实的物理过程,起初含有的有用能,与终末含有的有用能,不可能相等——总有些能量被浪费掉。15热力学第二定律可以言简意赅地表述为:在一个封闭系统内,熵永不减少——它只能保持原量,或者增加。而且由于热力学第二定律支配着宇宙内所发生的一切物理变化的发展方向,因而宇宙的熵总在增加。再一次地,克劳修斯简洁地表达了与热力学第一定律和第二定律相对应的宇宙基本原理:
1. 宇宙的能量是恒定的。
2. 宇宙的熵趋向一个最大值。16
自然的“时间之矢”在宇宙论上的影响 借着“不可逆过程”这种形式,热力学第二定律引入时间的方向,进而重构了17世纪与18世纪科学思想的整个框架。正如大卫·霍金斯(David Hawkins)所说:“热力学第二定律有别于先前伽利略时代以来的一切物理定律方程,它有一个独特之处,即考虑了时间的方向——而这是其他定律所没有考虑的……热力学第二定律表明,物理学通过其自身方式,终于意识到经验最普遍的特点之一,即‘此前’与‘此后’有差别。”最大熵状态一经达致,便再也无法回到过去。用莱昂·布里于因(Léon Brillouin)的话说,“时间奔流,从不回头”17。
在科学界,能量科学的可信性和合法性遭到了英国皇家学会(Royal Society)和英国科学促进会(British Association for the Advancement of Science, BAAS)的精英会员们的抵制;后者更崇尚法国数学物理学的卓越——以皮埃尔-西蒙·拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)的五卷本奠基力作《天体力学》(Mécanique Céleste, Celestial Mechanics)为典型。北不列颠的物理学者和工程师们,则以一种辉格式的修辞策略,反击这种对能量科学的抵制,强调在人类进步过程中,从黑暗到光明、从错误到真理,是不可阻挡的前进步伐。
公众对热力学这一新科学的信任,出自一个与众不同的背景:热机、蒸汽机,以及寄托在蒸汽动力越洋通航上的商业厚望所催生出的格拉斯哥克莱德河(Clyde)造船大业。能量科学家(尤其是兰金)将热力学学科作为核心工具进行推广,交给格拉斯哥克莱德河沿岸的船用发动机制造者,用以打造适于远距通航最高效、最小巧的内燃机。18他们取得了成功。到19世纪60年代,在克莱德河南岸造船和机器制造厂喧嚣熙攘——在那里问世的复合发动机驱动蒸汽铁船开赴远洋;对投资人来说,远洋航行变得“经济实惠”,因此有利可图。这使格拉斯哥跻身海洋传奇:克莱德河沿岸的蒸汽船,在实现帝国贸易的特权和利润上向帆船的优势地位发起了挑战,并赢得了胜利。
从商业,到宗教,再到文化,能量科学与熵改变了一切。“能”的新语言是一场前所未有的科学革命,一场影响深远的概念转换。现在,人们对宇宙的理解,不再通过“超距作用”力(“action-at-a-distance” forces),或在真空中移动的离散粒子之类的术语。毋宁说它是一个由拥有动能的连续物质构成的宇宙(universe)——一个和谐有序的宇宙(cosmos),不同于拉普拉斯的决定论式天文学,它确保人类的自由意志在从聚集到扩散的能量状态转化中具有引导作用。正如剑桥大学卢卡斯数学教授席位(Lucasian Chair of Mathematics,曾经是牛顿的席位)的后继者约瑟夫·拉莫尔爵士(Sir Joseph Larmor)在1908年所见:“这种关于能量的学说,不仅提供了一种产业价值标准……以某种科学的精确,将机械能作为一种商业资产加以度量;而且其另一面,即机械能的持续耗散,创造了无机演化学说,改变了我们对物质宇宙的概念。”19
到19世纪中期,熵这一神秘概念在宇宙哲学方面的影响大放光彩,甚至都盖过了太阳神话般的地位——太阳,是生命与重生的源泉,而且从宗教视角看,太阳也是一种联通自然之善与上帝无穷之道的不绝之源。若如熵这一概念所称,在物质世界中存在一种使机械能散失的普遍趋势,那么肯定会出现一段时期,地球过热而不宜人居,也肯定会有一段时期,地球过冷而不适合人类生存。这就是威廉·汤姆森《论自然界中机械能散逸的普遍趋势》一文的主题,这篇发表于1852年备受争议的论文,提请世界注意一种冷酷的现实:从今往后三千万年左右,太阳系将耗尽资源,进入“热寂”的终结状态——届时,再也不能从宇宙中提取任何机械能。这一令人恐惧的末日想象的流行,标志着经典热力学文化的到来和共鸣。
汤姆森的“热寂”说所描绘的宇宙图画,自创生而始,至万事息止而终。介于两点之间的是自然规律运作的广阔的时间跨度。这一“时间之矢”或自然历史的线性观点,使汤姆森及其志同道合的能量科学家们反对标准的“均变论”(uniformitarian)地理学观点——由查尔斯·赖尔(Charles Lyell)在著作《地质学原理》(Principles of Geology)中提出,这一观点假定自然力量恒久不变,与古时相比,这些力量的当下表现既未增多,也未变得更加剧烈。赖尔称,过去的一切,都可以通过当下起作用的一些原因加以解释。旧的没有绝迹,新的也没有产生。凭借讼师般的辩才,赖尔以一种摩尼教的语言,为他的均变信条辩护:视往昔与当下相异者,如汤姆森之辈,代表着妨碍科学进步的黑暗势力;而那些遵循均变论科学实践的,则是光明与真理之源。

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