复杂性的随想（1）

在相当大的一段时间里面，物理学家们的前进动力一直来源于对终极理论的追求，也就是寻找能解释自然界一切现象所谓的第一性原理。这样的高大上与其说是物理，更不如说只是源于哲学或者美学上的需求——对于美好与和谐的追求大概是人类精神需求的一种本能。然而，经历了几千年的各种成功或不成功尝试之后，留下来的除了现在所见的辉煌的理论大厦外，更多的是对这个本能追求的反思和修正，这包括了量子力学对决定论的反思，相对论对绝对时空的反思，也同样包括了复杂性对于还原论的反思，而后者正是这个小系列的缘起。正如科学本身就是对于常识的叛逆一样；科学发展带来的观念转变也是对于古典审美的一种叛逆：或许并非想象中绝对完美的那么冷艳高贵，却更自由开放和富有生命力。

复杂性和对称性的丧失

对于日常生活而言，复杂性是不言而喻的；而物理世界的基本规律却正好相反：绝大部分具有相当程度的对称性，这使得物理规律常常得以简洁和优雅的方式表现出来，比方在麦克斯韦方程里面电磁现象是对称统一的，它的现代形式写下来只是短短的dF = 0和 d*F =J。这是一个比较古典的例子。现代粒子物理的基石，所谓标准模型，其实也是相当类似的结构，只是对称群不一样。当然，即便在相当的微观层面上，物理规律也不会是完全对称的。这其实并不难以想象：我们的宇宙如果物质和反物质完全对等，那么它们早就相互湮灭剩下一个只有光的世界，多无趣呀。所以电磁方程里有电荷却没有磁菏（磁单极子），标准模型里面CPT（电荷，宇称和时间）分别都不完全守恒。这样的不对称性或许有更深的渊源，但无论如何都是我们宇宙生产所留下的独有印记；也正因为有这些微细的不对称，才导致我们今天看到的丰富多彩的世界。