我们先来个学霸的故事,玻耳兹曼(德裔奥地利人) 1844 年 2 月 20 日 生于 “ 音乐之都 ” 维也纳。十五岁时父亲病逝,次年弟弟夭折。家庭经济状况极端困难。
小玻耳兹曼并没有被打倒,一点也不。
青少年时代的聪明伶俐、志趣广泛,学习成绩始终在班上名列前茅。 1863 年,进入著名的维也纳大学学习物理学和数学专业。大学毕业后,继续攻读博士学位。
** 1866 年 2 月 6 日 ,不满 22 岁的玻尔兹曼完成了他的博士论文。**
在这篇《力学在热力学第二定律中的地位和作用》的论文中,他利用原子运动轨道闭合的假设,将熵的表示与力学的最小作用原理直接联系起来,试图从纯力学的角度证明热力学第二定律。
但他在博士论文中所提出的假设是难以令人置信的;证明也没有得到同行的认可。
日常生活经验告诉他,身边万物的秩序都是呈上升趋势的:花朵绽放、树木发芽,以及迅速工业化的社会每天批量生产新产品。可他的理论却暗示了万物的秩序不仅不会增长,反而还会消失。它解释了为何热量会从热变冷、为何奶精会消失在咖啡中、为何小声说话的声音会被一阵风淹没。
波尔兹曼证明了宇宙的微观结构在侵蚀着秩序,让一切变得瞬息短暂。但他深知这并不是一切的答案,他知道自己还没有搞明白信息长存的原理到底是什么。
经过冥思苦想,玻尔兹曼首先提出,一切自发过程,总是从概率小的状态向概率大的状态变化,从有序向无序变化。并给出了熵的概念,衡量系统分子热运动的无序性的一种度量。在孤立系统中进行的自然过程总是沿着熵增大的方向进行。
越无序,熵越大,信息量就越低。
玻尔兹曼后期在与马赫的经验主义和奥斯特瓦尔德的唯能论论战中虽最终取得胜利,但身心俱疲,但这个过程对于一个科学家的生命来说,显得太长了。玻尔兹曼一直有一种孤军奋战的感觉。他曾两度试图自杀。1900年的那次没有成功,他陷入了一种两难境界。再加上晚年接替马赫担任归纳科学哲学教授,后几次哲学课上的不大成功,使他对自己能否讲好课,产生了怀疑。 于1906年9月5日自杀身亡。他死后被葬在维也纳中央公墓。
当他自杀时候,19岁的薛定谔和17岁的维特根斯坦准备在几个月内投奔其门下。
这个熵就是今天文章的主角,宇宙从产生那一时刻起,就朝着死寂发展着,熵随着时间的维度在扩大,信息在消逝。这是玻尔兹曼悲观的一大原因,在他的理论中,结/局是悲哀的一片死寂。
《增长的本质:秩序的进化,从原子到经济》 (Why Information Grows: The Evolution of Order, from Atoms to Economies)回答了这个棘手的问题:
既然宇宙趋于熵最大化(死寂),那么信息是怎么形成和运作,来对抗这种趋势的呢?
关于书的内容,请一定不要以为这是本讲经济的,从一向贴切原版书名可以看出,这本书是关于Information Grow和Order的。虽然有很多经济学的论述,但只是为了信息增长作为论证。
要能看懂这本书,我们要明确作者关于宇宙和信息的三段论:
- 宇宙由能量、物质和信息三个元素构成。
- 但真正令宇宙奥秘无穷的是信息这一元素。若是没了信息这一元素的话,宇宙将会成为一个没有固定形状的汤。它会没有形状、没有骨架、没有非周期顺序,也没有不规则的排列布局,宇宙将不再像现在这般奥妙。
- 本书解释了信息是什么,它从哪儿来,以及它为什么会增长和其中的自然原理、社会原理和经济原理。
这本书主要讲了5大问题,将在本文中分别叙述:
▧ 知识、技术和信息有如何区别,他们是怎么合作的?
▧ 这些抽象的想象力是如何具象化成产品,并影响我们的经济的?
▧ 在这个过程中,网络是如何形成的?
▧ 由此,经济的复杂性是怎么形成和影响我们生活得?
▧ 一切的一切,放到宇宙终极战争的角度,以上所有机制是怎么运作和与熵为战的?
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「 ① 知识、技术和信息的联姻 」
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“电脑被制造出来之后从未曾明白过自己在做什么;实际上,在大多数时候,我们也是一样。”
信息和技术必须被人类和人的社交网络所携带这一点,是世界不平等的一个原因。从这个重要的角度来看,我们可以把经济描述为人们积累知识技术来创造产品的系统,同时提高了我们容纳更多知识技术的可行性,进而积累更多信息。
想象一下,你买彩票中了一辆布加迪威龙。于是你万分激动地决定开着你的新车去兜风,但是因为过于激动,你开着布加迪威龙撞到了墙上。尽管你自身毫发未伤,但由于没有车险,布加迪威龙完全变成了一堆废铁。现在再来看看,一公斤的布加迪威龙值多少钱?
答案很显然,作为一辆汽车,它的价值在撞上墙的一刹那就灰飞烟灭,但它的重量没有改变。那么,为什么车的价值会消散呢?原因并不是车祸破坏了汽车部件的原子结构,而是破坏了部件的排列顺序。随着各个零件分崩离析,布加迪威龙也失去了本身的模样,其中包含的信息在很大程度上都被摧毁了。因而我们说,布加迪威龙250万美元的价值在于零件的组合方式,而不是零件本身。这些组合方式就是信息。
人类语言所交流的信息(如英语)以及生物交流所传递的信息(如DNA)之间的关联性在于我们是否知道如何翻译它们。它们代表着这个时代信息资源丰富的特点,不随观察者的改变而改变。这表明,对于“沟通交流”来说,我们需要一个从无意义到有意义的转化:
我们向外传递的有意义的信息,是建立在信息本身毫无意义的物理秩序之上的,而这些无意义的物理秩序就是真正的信息本身。
然而,宇宙中到处都是卵石激起的涟漪会慢慢归于平静相反的事例,比如婴孩的成长,比如森林火灾后的自然植被再造,表面上来看,这些事例所包含的信息和其复杂性都在持续增长。
时间的不可逆性和信息的普遍性相结合,缔造了一个前所未有的大谜团。我们将会看到,时间的不可逆性紧紧联系着从有序到混沌的宇宙进程。但自从人类有所察觉以来,我们的星球一直在做相反的事:地球上信息的数量看起来是在稳定增长,而不是萎缩。
信息和技术是两个截然不同的概念。信息是指由编码序列体现的次序,例如音乐和DNA中的排列;而知识技术是指系统处理信息的能力。比如,在进行光合作用(植物从空气中吸收碳的过程)时生物的关系网络中就能找到跟技术相关的例子;能进行“自我繁殖”(几组人使用矿石制造汽车的过程)的人际关系网络会是个更加奇特的例子。
从严格意义上来讲,一棵树就像一台电脑,只不过其能源不是来自插座而是来自太阳。作为一台电脑,树跟我们一样,不能运作MATLAB(一种计算机语言),但是区别于电脑和人类,它有进行光合作用的能力。树木之所以可以处理信息,是因为它们是一种非平衡系统的稳恒态。一颗种子长成大树的变化解释了光合作用所需的技术,其目的是构造能将营养和水从地面传输到树叶,以及抵御害虫侵袭的结构,树木实际上是在体现如何存活这样一种能力。
DNA对于生物有机体的繁殖是至关重要的,但是没有原始细胞的蛋白质和细胞器的关系网络,繁殖是无法进行的。往土地中撒一串DNA并无法种出树来,因为DNA缺乏解析自身的技术。事实上,DNA都没有技术也无所谓解析自己,它受制于解析自身的组织。
宏观上来讲,经济有着生态系统中的再生限制。和生态系统类似,经济中存在大量的技术,并且只能通过在独立单位组成的关系网络中的分解和分配,来展现出存在的技术。
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「 ② 想象力具象化 」
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因为人个体的渺小,所以人类建立了社会制度,拥有更强的能力去处理信息:创造了各式各样的物品和语言来产生信息,对周围的一切进行了改造。
然而实际上,我们在不知不觉中却成为效力于信息增长的奴隶。
诚然,能量对于这些固体的产生是必不可少的,但人类的分析计算能力也起到了很大的作用,而这种分析计算能力是建立在社交关系网之上的,因此我们必须依赖于各种制度和科技的发展,而制度和科技的发展又包含语言、歧视、信任、交流和交通技术等。如果制度和科技不健全,社交关系网就无法高效运行,我们也就无法积累知识技术,无法使信息增长。
法拉第的电磁感应亦是一个让铜成为畅销物品的切入口。当线圈在磁场中做切割磁感线运动时,会产生电流。此外,发明交流电的尼古拉·特斯拉以及电流大战中的两方:托马斯·爱迪生和乔治·威斯汀豪斯,都推动了电学的应用,从而让铜的地位相应有所提升。
但现在我们要明白,基于具象化想象力的观点,能够实现经济发展的,并不是消费实力,而是人们把梦想变为现实的能力。
简而言之,经济发展不是购买力而是创造力。
复杂的商品并不仅仅是具有实际功能的原子排列,而是源于想象力。
“我们吃着别人种植的食物,穿着别人做成的衣物,说着别人发明的语言,用着别人倾尽一生所钻研和建立的数学理论。我的意思是,我们一直在使用别人的成果。进行发明创造并将成果累积到全人类的经验和知识中去,是一件很了不起的事情。” ——史蒂夫·乔布斯
以牙膏举例,要知道,当我们买牙膏时,我们买的不仅仅是一管牙膏,更多的是牙膏发明者创造力的实用价值、制造牙膏所需要的关于化学反应的科学知识、生成氟化钠的技术、把牙膏装入管中并实现全球普及的方法,以及氟化物对牙齿和身体健康是否有积极影响的相关认识。即使是牙膏这种基本生活用品,都能够让我们有能力去对我们素未谋面的人的想象力、知识和经验进行实际应用。
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「 ③ 网络的形成 」
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为什么很多国家都能够生产、出口鞋子,而只有很少的国家能够生产、出口直升机呢?是什么造成了这些差距?答案很简单:这种让幻想成为现实的能力是很难培养的。我们的世界中,不同国家之间化想象为现实的能力有着显著的巨大差异。而这种差异的出现,是因为各个国家的人们所具备的知识技术不同,同时,对于个人而言,积累知识技术也并非一件容易的事。
“大部分工作不是基于智力资本就是基于制造技术。资本和技术都需要通过多年的教育、训练和经验来慢慢磨炼。许多这种知识密集型的产业,例如文化产业、科学研究、设计领域、数学分析、计算机编程或者软件开发以及一些专门的业务,并不需要昂贵的外围资源。这些产业基于他人拥有相似或者互补技术的能力。这些专业技术都包含了一种难以被篡改的隐性知识。”
知识之所以变得很难有效累积,不只是由于信息细化需要更多步骤、涉及更多个体,更是因为在一个可以重组已分解的信息的结构下,会出现如何连接个体这样的组合问题。这个结构就是网络。
所以,我们的综合学习能力受限于人类对于信息的无限分割能力和有限连接能力。
亚当·斯密的劳动分工也是可以帮助解释规模效应的机制之一。分工是指与其让每个工人负责一个别针或一辆车的全程制造,倒不如让他专注于制造一个小部件,这样反而更有效率。
这也表明了限制在以企业为单位的存在,和人的限制相似,不过它是指知识技术在企业而非人群中的分配。
当外部交易的成本比内部交易成本低,企业便不再壮大,因为从市场买东西就会比他们自己生产更便宜了。也就产生了公司的合作。
公司之间合作的成本,以及人们发展出的用来维持这些链接的机构的关系,可以用二元矩阵表示。在第一个坐标轴通过频率来区分,分为反复和偶尔。在第二个坐标轴上通过特征来区分,分为非特定和特定的。
举个例子,你在当地的咖啡店买一杯拿铁就需要少量的文书工作(一张收据)和收银员及咖啡师的几秒钟时间。完成这个任务没有中间过程。用威廉姆森的话解释,买咖啡是一个非特定的、反复的交易。而买一所房子这个交易需要大量文书工作。一所房子是一个相对特定的购买,所以合作就会由除买方、卖方之外的第三方机构促成,比如提供贷款的银行、房屋检查员、房地产经纪人和房地产律师。用威廉姆森的话来说,买房是一个偶尔、特定的合作,这意味着它是一个需要其他机构监护的合作。最后,再考虑一个长期、高度特定的交易。比如,一个服装商想和一个制造特殊纽扣——也许是金银质小菠萝状纽扣的厂商建立长期合作关系。对威廉姆森而言,这是个特定的、反复的合作。这种合作中,与供应商发展关系比外部机构的参与更重要。
一个古老的以标准规格来减少合作成本的例子是语言。语言通过给予人们交流复杂思想、协调性行动和建立商业链接的能力使得人们交织出网络。
语言是标准规格中的精髓。
这也理解为什么积累更多的知识技术非常困难。答案就是:
积累知识技术之所以困难,是因为建立一个既体现知识又体现技术的网络非常困难。
而且这个道理同样适用于其他网络。比如社交关系网不仅影响工作的分配,还能预测员工所获得工作的重要特点。她发现,通过私人关系找到工作的人往往比那些通过申请和专业招聘机构找到工作的人挣得更多。而且通过私人关系找到工作的人更容易找到适合自己的工作,其工作满意度也更高。总之,他发现,对找工作的人来说,社交关系网不仅是对工作机会起主要决定性作用的重要信息来源,还和薪水、工作满意度等重要的工作特点相关联。如同最好的公寓一样,好工作的分配也在很大程度上依托于社交网络。
而推动这一效果的是信任这一资本社会的关键形式,是建立和维持大型网络的“胶水”,对减少交易成本做出了重要贡献。
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「 ④ 经济的复杂性 」
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当我们的身体和社会组织保佑我们拥有获取信息的能力时,它们也导致了世界上知识技术的分布不均。知识技术是受地理限制的,这种限制导致了国与国之间制造能力的差异。然而,国家之间制造能力的差异也解释了国与国之间购买能力的差异。
要掌握大量的知识技术,我们需要由人组成的大型网络。
有清晰的趋势显示最复杂的产品只在少数几个产业多元化的国家生产,而简单的产品则在大多数国家生产,包括那些只造几种产品的国家。这和我们“普遍的产业需要更少的知识技术”的经验相符。正如我们将看到的那样,这些小块的知识技术更容易在世界范围传播。
想一想硅谷,这个具有很多与软件、硬件和网站相关的知识技术资源的地方。硅谷的知识技术并不存在于一群常年待业的专家那里,而是存在于那些正在参与软件和硬件开发的企业专家中。事实上,硅谷大部分公司在历史上都是相互有高度联系的。在创立苹果公司之前,史蒂夫·乔布斯在雅达利工作,斯蒂夫·沃兹尼亚克在惠普工作。像之前提到的那样,史蒂夫·乔布斯还因“借用”了帕洛阿尔托研究中心图形用户界面和面向对象编程的想法而出名。如果惠普、雅达利和帕洛阿尔托研究中心没有位于硅谷的话,那么建立苹果公司所需要的知识技术很可能也不会有了。因此,在产业多元化的进程中,那些需要其他产业知识技术的产业是一块至关重要的垫脚石。
让我们把这种经济的复杂性放大到国家的层面。迈克尔·波特,也曾担心过对集合的过度依赖。他倡导用“专业化要素”来代替。波特在《竞争论》这一著作中曾谈论过国家的竞争力:
根据标准经济理论,生产要素——劳动力、土地、自然资源、资本、基础设施——将决定贸易流通的速度。如果一个国家自身在某些要素上具有相对较好的条件,那么这个国家就会出口那些能最大化利用这些要素的商品。这一起源可追溯到亚当·斯密和大卫·李嘉图,根植于古典经济学的学说,乐观点来说是不完整的,悲观点来说甚至是不正确的……与传统观点相反,仅仅拥有高中甚至是大学学历的普通劳动力在现代国际竞争中根本代表不了竞争优势。为了获得竞争优势,每一个要素都必须被高度专业化来满足行业的特殊需求——专门从事光学研究的科学研究机构,专门投资软件公司的风险投资……竞争优势是世界级机构的存在所造成的,这些世界级机构首次创造出专业化要素,然后持续不断地对其进行升级。
而我们还要记住社会关系可以通过很多不同的方式具有经济价值。想想桥接型社会资本和结合型社会资本之间的区别。
桥接型社会资本,顾名思义就是指联系起个人所有而周围的人不知她所有的社会资本。
她可以决定自己所有的信息或物品在自己所属的圈子中的来去,她也可以凭借自己在社交网络或职业网络中所处的特殊位置重新整合信息。桥接型社会资本对于销售、中介以及管理都是很重要的,而且已被认作银行经理和创新团队成功的一个重要指标。但是桥接型社会资本并不能完整地描述人类关系的经济价值,因为结合型社会资本也是很有价值的。
结合型社会资本是在联系紧密的社会结构中积累起来的,它与结合型社会资本与桥接型社会资本相补。
这些是我们同最好的朋友和终身合作者所分享的联系。结合型联系也是我们用于生产东西的联系,因为复杂的生产活动无法在一群不经常互动的人中进行。
所以,在进入21世纪后,我们对于经济增长的理解就和以下的5个要素紧紧联系在了一起:
- 实物资本、携带用于创造、有实际用途的知识技术的信息在物质上的具体体现。
- 人力资本、人力资本是社会中具象化到个人的知识技术的储备,与具象化到社交关系网中的知识技术不同。
- 社会资本(其中包括体系)、社会资本是社会的连接能力,是一个社会形成能够积累大量人比的知识技术的网络的能力。
- 土地、包括地理因素,如矿产资源、气候、距离海洋的远近等。
- 劳动力、即人。
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「 ⑤ 万物皆为计算机 」
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宇宙是由能量、物质和信息组成的,然而能量和物质本身就是存在的,信息的产生却需要特定的方式。这个过程并不总是那么容易。我们来了解一下促使信息增长的几个基本的物理机制。这包括如下三个重要概念:
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非稳态系统中信息的自然产生(漩涡的例子)
- 第一个概念将信息与能量联系起来,因为信息会在非稳态系统中自然出现。这些都是由大量具能量流特征的许多粒子构成的系统,能量流允许物质自行组织。
- 保持非稳态系统的能量流可以解释秩序或信息的自然出现。
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固态物质中信息的累积(例如蛋白质和DNA)
- 熵值的不断增长意味着信息一直都有被摧毁的风险。如果想要把信息保存下来,它们需要被保藏好,因为在信息转瞬即逝的宇宙中,信息量是无法增长的。
- 信息量增长之谜的第二个线索就是,固态物质是信息得以保存下来的必需条件。
- 只有拥有丰富多样的结构的固态物质才能携带信息。散乱或者周期性结构的固态物质,无法像结构更复杂的固态物质(例如DNA)那样具化信息。
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物质的计算能力
- 物质可以进行计算这件事可以算是宇宙中最令人感到惊奇的事情之一了。想想看:如果物质不会计算,生命也将不会存在。
- 从学术上讲,细菌、植物还有你我都可视为计算机。
- 我们的细胞一直在用我们不太能理解的方式不停地处理信息。就如我们之前所看到的,生命的出现前提是物质具有计算能力。它也标志着我们宇宙产生信息的能力的起航点。当物质学会如何计算时,它也学会了筛选其积累的信息和复制的结构。最终,物质计算能力会使信息量爆炸式地增长。
- 人类算是代表了物质的分析计算能力的最高水平。当我们用大脑逻辑清晰地思考、当我们建设有秩序的社会时,我们其实就是在创造新的信息,于是,此时此刻的我们便是分析计算能力的具象表现。
能量的传递、固体物质的存在与物质的分析计算能力,这三者作为动力,使这支舞永不停息。能量的传递不仅带来了自我整合(selforgnization),也同时促使了物质分析处理的能力的提升。而另一方面,这些固体物质——从蛋白质到房屋——使万物的秩序保持下来。固体使万物有序所需的能量最小化,并且保护了信息免受宇宙熵增这浩浩荡荡大军的侵略。不过这场舞会的女王,则是这世上随处可见的各式各样的分析计算模式。比如,我们的细胞是蛋白质连成的关系网,这些蛋白质构成各种细胞器和传递细胞信号的通路,来帮助细胞决定何时分裂、分化或是死亡。我们的社会作为一个整体,可以被看作一台计算机,它不断被我们生产出来的产品优化着,来分析计算新的信息。
当这个宇宙不断发展、熵值不断增长时,我们的星球则继续走在一条抗争着这个大趋势的路上,它在口袋里储藏了丰富的信息。迫于万物秩序的增长,我们开始建立社交关系、发展商业合作伙伴、养育后代,当然啦,我们还大笑大哭。然而,我们常常忘了信息的美。我们迷失在匆忙的当下,我们的大脑像漩涡一样不停歇地转着,我们分析着、计算着,朝着没有过去的未来前进。我们一心关注着财富和税收,而不自觉地肩负了一个不朽的无神而造物的责任:
这个源于最基本的物理原理的创造物,现在已托付给我们了。