主题：言归正传，灌一瓢混沌 -- 孤子

我们对自然的看法正经历着一个根本性的转变，即转向多重性、暂时性和复杂性。长期以来，西方科学被一种机械论的世界观统治着，按照这种观点，世界就像是一个庞大的自动机。而今天，我们认识到我们是生活在一个多元论的世界之中。确实有不少现象在我们看来是决定论的和可逆的，比如无摩擦的摆的运动，或地球围绕太阳的运动，在这种可逆过程中，无所谓时间的优势方向。但是，也有许多不可逆的过程，它们涉及时间的方向性。假如你把两种液体(例如水和酒精)掺在一起，从我们的经验可知，这两种液体会随着时间的推移而混和起来。我们却从未见过这个过程的逆过程，即这种混合物能自发地分离成纯水和纯酒精。因而，这个过程是一个不可逆过程。全部化学所研究的就是这样的一些不可逆过程。

　　显然，除了决定论的过程之外，肯定还存在一个概率的因素，包含在某些基本过程中，例如在生物的进化或人类文化的演变中。即使是对决定论描述的效力坚信不疑的科学家大概也不敢说，在宇宙大爆炸之日，即我们所知的宇宙创始之时，本书出版的日期就已镌刻在自然的定律之中了。按照经典看法，自然的基本过程被认为是决定论的和可逆的。包含随机性或不可逆性的过程被看作仅是一些例外情形。今天我们在所有的地方都看到了不可逆过程的作用，看到了涨落所起的作用。

　　虽然西方科学曾激起了人与自然之间的一场极富成果的对话，但它的某些文化上的后果却是灾难性的。“两种文化”的对立在很大程度上就是起源于经典科学的没有时间的观点与在大多数社会科学和人文科学中普遍存在的时间定向的观点之间的冲突。但在过去的几十年里，科学中发生了一些非常富有戏剧性的事情，这些事情之出乎意料，就像牛顿的工作中所表达的宇宙之大观(或称宇宙几何学)的诞生一样。我们正越来越多地觉察到这样的事实，即在所有的层次上，从基本粒子到宇宙学，随机性和不可逆性起着越来越大的作用。科学正在重新发现时间。本书所要叙述的正是这个概念上的革命。

　　这个革命正在一切层次上进行着，在基本粒子的层次上，在宇宙学的层次上，以及在所谓宏观物理学的层次上进行着。宏观物理学包括研究原子和分子的物理学和化学，这些原子和分子或者被单个地研究，或者被整体地考虑，例如在研究液体或气体时所作的那样。也许就是在这个宏观的层次上最容易找到对原有的科学概念的重新概念化。经典动力学和现代化学正在经历一个剧烈变革的时期。几年前如果有人问一位物理学家，物理学能使我们解释些什么，哪些问题还悬而未决，那末他会回答说，我们显然还不能确切地认识基本粒子或宇宙进化，但我们对介于这两者之间的事物的认识却是相当令人满意的。今天，正在成长起来的少数派(我们就属于这一派)是不能分享这种乐观主义的：我们只是刚刚开始认识自然的这个层次，即我们所生活的层次。本书集中讨论的就是这个层次。

　　为了对今天发生的物理学的重新概念化作出评价，我们必须把它放入适当的历史背景中去。这个科学的历史远不是直线式地展开的，它并不相当于向某个固有真理的一系列的逐渐接近。它充满着矛盾，充满着难以预料的转折点。我们用本书的大部分篇幅讨论了西方科学所遵循的历史模式，这个西方科学史是从三个世纪之前的牛顿开始的。我们努力把这个科学史放到观念史的框架中去，以便把它同过去三个世纪中的西方文化的演变合成一个整体。只有这样，我们才能对我们现在生活的这个独特的时期作出评价。

　　我们的科学遗产包括两个至今尚未得到答案的基本问题。一个问题是无序与有序的关系。著名的熵增加定律把世界描绘成从有序到无序的演变。然而生物或社会的进化向我们表明的却是从简单中出现的复杂性。这怎么可能呢？结构怎能从无序中得出呢？在这个问题的解决上已经取得了巨大的进展：现在我们知道，非平衡(即物质和能量的流)可能成为有序的源泉。

　　但还有第二个问题，甚至是更为基本的问题：经典物理学或量子物理学把世界描绘成是可逆的，静态的。在这种描述中，没有什么进化可言，既没有向有序的进化，也没有向无序的进化，动力学所能给出的“信息”不随时间而改变。因此在动力学的静态观点与热力学的进化范式之间有着明显的矛盾。什么是不可逆性？什么是熵？没有什么问题在科学史的进程中曾被更为频繁地讨论过。现在我们开始能够作出一些回答了。有序和无序是些复杂的概念：包含在动力学静态描述中的那部分概念，并不同于为了得到以熵增加来表示的进化范式而不得不引入的那部分概念。这个转变引出了物质的一个新概念，即“活性”物质的概念。因为物质导出不可逆过程，因为不可逆过程组成了物质。

　　进化范式，包括熵的概念，曾经有过很大的吸引力，远远超出了科学常有的魅力。我们希望对动力学和热力学的统一工作将清楚地给出对机械论世界观而言是崭新的熵概念。时间与现实是紧密关联的，对于人类来说，现实是嵌在时间流之中的。如我们将要看到的那样，时间的不可逆性本身紧密地连接着熵。为使时间倒流，我们必须克服一个无限大的熵垒。

　　从传统的意义来讲，自然科学讨论的是普适性的问题，人文科学讨论的是特殊性的问题。自然科学和人文科学的接近趋势已在本书的法文版中强调过了。法文版是由巴黎的Gal limard出版社于1979年出版的，书名叫作《新的联盟》。不过，我们尚未找到合适的与之相当的英文书名，而且本书中的正文也与法文版有别，尤其是第七章至第九章。虽然由非平衡过程得出的那些结构的根源已在法文版(及其后来的译本)中得到了适当的处理，但我们还是需要把该书的第三部分彻底改写，使它反映出我们关于时间根源问题的新成果，以及在物理科学框架里对进化范式所作出的表述。

　　这全是在晚近才作出的。物理学的重新概念化还远未完成，但我们还是决定按照我们今天所认为的那样把这一情形写出来。我们有一种巨大的求知上的激动之感，即我们已开始看到了从存在通向演化的路。因为我们当中的一个人已把他大部分的科学生命都贡献给了这一问题，他也许有理由表达他的满意的心情，那是一种美的感受，是他希望能使读者分享的。看来像是永恒的，像是在时间之外的东西，以及在时间之内的东西，这两者之间的对立已经相当久远，我们今天却看到了现实性的一种更为精巧的形式，它同时包含时间与永恒这两者。

　　本书是许多同事和朋友们集体努力的结果，我们无法向他们一一致谢。不过我们想特别提一下对已经不幸离开了我们的Erich Jantsch，Aharon Katchalsky，Pierre Résibois 和Léon ROsenfeld的谢意。我们谨以本书作为对他们的纪念。　　　　　　　　

　　我们还要感谢E.Solvay开创的国际物理和化学学会和RobertA.Welch基金会对我们的不断支持。

　　人类的历程正处在一个转折点上。在这人口统计的爆炸时刻，科学看来要扮演一个重要的角色。因此，保持自然与社会之间通信渠道的畅通比以往任何时候都更加重要。西方科学诞生在十七世纪的文化环境中，而当前西方科学的发展已经在这个文化环境的外面打开了自然与社会通信的渠道。我们相信，科学今天携带着更能为不同的文化传统所接受的普适的信息。

　　在过去的几十年里，阿尔文?托夫勒的书影响很大，它把公众的注意力引向作为我们时代的标志的所谓“第三次浪潮”的某些特点。因此，我们非常感谢托夫勒为我们这本书的英文版撰写了前言。英语不是我们的本国语言，我们相信，在某种程度上，每一种语言都有其不同的方式去描述我们所处的这个共同的现实。即使经过最细心的翻译，也仍免不了残存着这些特点。尽管如此，我们还是非常感谢Joseph　Early，Ian　 MacGilvray，Carol　Thurston，特别是Carl　Rubino，感谢他们帮我们准备了这个英文版本。我们还要深深感谢Pamela 　Pape，前后几次手稿都是她帮我们认真打字的