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谈谈对称性破缺-从爱的反义词不是恨,而是漠视说起

混沌巡洋舰  · 公众号  · 科学  · 2017-06-18 09:59

正文

爱的反义词不是恨,而是漠视。成功的反义词不是失败,而是不再尝试。好人的反义词不是坏人,而是那些冷漠的旁观者。404的反义词不是VPN,而是写作者的自我审查。这样的例子还有很多,而这背后的道理,则是一个跨学科的概念“对称性破缺”。


要解释什么是“对称性破缺”,我们可以先看看一些我们熟悉的图片,比如DNA的双螺旋结构,很多宣传材料上的DNA螺旋,对于内行人来说,是有着明显错误的。下面两幅图片,你觉得哪一个是正确的了?



答案是白色背景的第二章图,为什么了?因为这里的DNA是绕着左手的方向旋转的,但生物界已知的所有生物,其DNA都是右手性的,也就是像图一中那样旋转的。这种现象当然不局限在DNA上,糖的构型为D-构型,氨基酸为L-构型,蛋白质和DNA的螺旋构象又都是右旋的。但为什么在生命的产生和演变过程中,自然界往往对一种手性有所偏爱了?


这个问题换一种问法,就是为什么这些对生命的新陈代谢有帮助的大分子,为什么不能是对称的了。为什么人们对L一氨基酸和D一糖类能够消化吸收,而其对映体对人类没有营养价值,或有副作用了?


刚才的那一段,也许快要将文科生吓到了,那我就不再用术语了。现在我问你们,糖或者氨基酸的分子式是什么,你多半说不出来,然而你知道水的分子式是H2O,这难道不说明组成糖或者氨基酸的分子有很多个,正是由于这太复杂了,才导致你记不起来吗?


好,想象你去搭乐高积木,你要搭出一个左右对称的形状出来,这不算难吧。然而生命的进化不是照着设计好的图纸搭积木,进化中的每一步,都是利用之前已有的组件去解决新的问题,那么在没有图纸的情况下,你用乐高搭出一个对称的形状的几率,就会随着使用的乐高的增加而变得越来越不可能,这就是所谓的more is different,也就是对称性被打破了。


按照Philip W. Anderson在他那篇著名more is different的中写道的,“ 所谓对称性,意指存在不同的视角,使得无论从哪个视角来看,系统都是相同的。” 这样的描述,如果对应到我们生活的社会上,会是什么了?我想到了两个图像,第一个是老子所说的小国寡民,邻国相望,鸡犬之声相闻,民至老死不相往来。第二个是三体云天明童话中的“无故事王国”。


但我们都无法生活在“无故事王国”中,我们的生活如果乐高积木一样,越来越复杂,也越来越缺少对称性。但是大脑总要找到规律,所以一种跨越文化的冲动使得我们喜欢二元对立的价值观,而说出像“爱的反义词不是恨,而是漠视”这样话的人,则被当成是智者,然而实际只是愚氓举出了智者。


中国历史中对一治一乱的循环上演了许多次,历史似乎不管从哪里出发,都逃不出这个循环。这背后的原因,一定是某种普遍的误解。正如那些认为爱的反面是恨的人不会爱别人,也无法获得持久的婚姻,如果一个民族认为奴役的反义词是主子,而不是自由民,那么这个国家就注定要重复历史。


说回打破对称性,这个概念不止适用于例如物理,生物,化学等诸多科学案例上,更适用于人们构建起一个成熟的价值观上。善恶分明的价值观,是对称的,是符合大脑偷懒节省能源的需求的,但却是不适合我们当下这个复杂的社会的。


在”more is different“这篇文章中,作者给出了对称性破缺带来的一个推论,即”即便一块物质的总态是对称的,它的内部结构也不必是对称的。“。我们在评价一个人时,有些人看起来在人前表现的都是一致的,但我们不应该认为这种人在其内心没有挣扎和斗争。但凡一个活生生的人,都有着不那么对称的地方,你不能说他喜欢A,就讨厌A的反面,这样对称式的看人,只会带来对一个人的僵化的解读,从而让你觉得成功的人有着固定的套路。殊不知有套路的只是好莱坞的电影编剧,而不是生活本身。


将视角从个人看待身边的人和事的角度拉远。我们就可以理解”more is different“这篇文中说的对称性破缺带来的第三个推论,“一个确实很大的系统的态,根本不必具有支配该系统之定律的对称性;事实上,它通常具有较低的对称性。”。对称性不止指空间上的对称性,还指时间上的对称性。当下中国的崛起,能否用20世纪初美国的崛起来类比了,理解了对称性注定将被打破,我们看到,任何一个复杂的系统,不管是一个国家还是一个企业,都有其独特性,“拿来主义”行不通。应对复杂系统出现的问题,人们发现头痛医头没有用,那就头痛医脚吧。这种线性的思维背后还是假设系统存在着对称性。只有破除了对称性这个容易传播的meme,才可以开始解决复杂系统所面对的问题。


对称性的破缺是一个适用于任何尺度的现象,对称被破坏的程度,也会随着时间而增长。“more is different”这篇文章中写道“到了某个程度,我们必须停止谈论不断降低的对称性,而要开始称其为不断增加的复杂性。因此,随着复杂性的增加,我们将循着科学的层级结构上升。”


这段话该怎么理解了?那就用理解举例子吧。阅读这篇篇文章,我们先从认识文章中的每一个字开始,接下来的一个层次是弄明白文章中提到的词语,你可能需要查清楚想明白文章中常出现的对称是什么意思,代表着什么?接下来的一个层次是读懂每一小段说什么,中学阅读理解中和分段,总结段落大意就是考察这个层次的理解程度。而阅读这篇文章带来的长久收获,则必须要到更高的层次才能体现,即这篇文章和你读过的其他文章有哪些内容是相关联的。


如果要用一句话来总结“more is different”这篇文章,我选的是文中的“每个层次皆要求全新的概念构架。”。这句话对于芸芸众生来说,也是有价值的。当我们长大,我们认识到善恶真假并非对立,我们需要在新的层次上去构建概念框架,而这首先需要意识到爱与恨的对立是大脑为了偷懒构造出来的虚假对称性,漠视是超越了爱恨的一个更高层次的概念,而能用一个更具概括性的概念去涵盖看似矛盾的两级,则是走出无知的第一步。


原创不易,随喜赞赏


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