保持差異的努力與熵的拉動(dòng)力之間的鬥爭(zhēng)創(chuàng)造了自然界的奇觀。老鷹這樣的食肉動(dòng)物位於耗熵金字塔頂端：1年中1只鷹吃掉100條鱒魚(yú)，100條鱒魚(yú)吃掉10000只食草昆蟲(chóng)，這10000只昆蟲(chóng)又吃掉100萬(wàn)片草葉。這樣，100萬(wàn)片草葉間接供養(yǎng)了1只鷹。可是，這一堆草葉的重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大於1只鷹。這種十足的低效要?dú)w因於熵。動(dòng)物生命中每次運(yùn)動(dòng)都要耗費(fèi)少量的熱量（熵），這意味著所有食肉動(dòng)物捕獲的能量要小於捕獵過(guò)程中消耗的全部能量，一生中一次次的運(yùn)動(dòng)使這個(gè)差額不斷增加。生命循環(huán)要想永不停息，唯有通過(guò)陽(yáng)光照射小草，持續(xù)產(chǎn)生新能量作爲(wèi)補(bǔ)給。
這種必然的浪費(fèi)如此觸目驚心、不可避免，可令人吃驚的是，任何系統(tǒng)都能夠長(zhǎng)時(shí)間存在，不會(huì)快速解體至冰冷的均衡狀態(tài)。我們?cè)谑篱g看到的一切有趣並且健康的事物——活著的有機(jī)組織、文明、社會(huì)、智慧和進(jìn)化本身——在面對(duì)熵的虛無(wú)的同一性時(shí)，都以某種方式保留持久的差異。扁形蟲(chóng)、星系和數(shù)碼相機(jī)都有這個(gè)相同的特性，它們保持了很大程度上被高溫?zé)o分化環(huán)境消除的差異狀態(tài)，那種普遍的死氣沉沉和靜止?fàn)顟B(tài)是宇宙中大多數(shù)原子的常態(tài)。當(dāng)物質(zhì)世界的其餘部分滑向凝固的底層時(shí)，只有少數(shù)不尋常的事物捕捉到能量波，藉此成長(zhǎng)壯大，生機(jī)勃勃。
持久差異的廣泛傳播是熵的反向運(yùn)動(dòng)。這一現(xiàn)象被稱爲(wèi)外熵（exotropy）——向外逆轉(zhuǎn)。外熵是科技術(shù)語(yǔ)負(fù)熵（negentropy）——即熵的負(fù)值——的另一種說(shuō)法。該詞彙最早由哲學(xué)家馬克斯·莫爾提出，不過(guò)他的拼寫(xiě)是extropy。我借用他的詞彙，改動(dòng)拼寫(xiě)以強(qiáng)調(diào)與反義詞熵的區(qū)別。我對(duì)外熵一詞的偏愛(ài)超過(guò)負(fù)熵，因爲(wèi)它是一個(gè)正面詞彙，表現(xiàn)性質(zhì)不同的雙重否定的措辭，含義是“無(wú)序不存在”。通過(guò)這樣的描述，外熵遠(yuǎn)比簡(jiǎn)單的“減少紊亂”更令人振奮。可以認(rèn)爲(wèi)外熵是一種來(lái)自自身的力量，會(huì)突然連續(xù)引發(fā)一系列不大可能存在的過(guò)程。
外熵不是波，也不是粒子、純能量或者超自然奇蹟。它是非物質(zhì)流，與信息極爲(wèi)相似。既然外熵被定義爲(wèi)負(fù)熵——無(wú)序狀態(tài)的反面，那麼根據(jù)定義，它是有序狀態(tài)的擴(kuò)大。可是，什麼是有序？對(duì)於簡(jiǎn)單的物理系統(tǒng)，熱力學(xué)概念足以解釋；而對(duì)於包括黃瓜、大腦、書(shū)本和自驅(qū)動(dòng)卡車(chē)的現(xiàn)實(shí)世界，我們尚未找到度量外熵的有效工具。我們最多可以這麼說(shuō)，外熵類似於但不等同於信息，它需要自組織過(guò)程。
我們無(wú)法給外熵下一個(gè)與信息相似的精確定義，因爲(wèi)我們並沒(méi)有真正理解信息。事實(shí)上，信息這個(gè)詞彙包含了若干相互矛盾的概念，這些概念本應(yīng)有自己的專用術(shù)語(yǔ)。我們用信息指代：（1）一組二進(jìn)制位元；（2）含有意義的信號(hào)。令人困惑的是，當(dāng)熵增加時(shí)，位元增加，而信號(hào)減少，於是一類信息增加，而另一類減少。直到我們說(shuō)明自己的確切含義，信息這個(gè)術(shù)語(yǔ)才能最好地發(fā)揮比喻作用。這裡我試圖使用它的第二層意思（不一定總是一致）：信息是一組產(chǎn)生差異的信號(hào)。
作爲(wèi)此處的最佳比喻，信息使外熵的意義更加模糊。我們解釋生活中的神秘事物，往往使用已知的最複雜系統(tǒng)所啓發(fā)的意象。自然世界曾經(jīng)被描述爲(wèi)身體，在時(shí)鐘出現(xiàn)的年代被描述爲(wèi)時(shí)鐘，到了工業(yè)時(shí)代則是機(jī)器。現(xiàn)在，“數(shù)字時(shí)代”來(lái)臨，我們用計(jì)算機(jī)來(lái)比喻自然。對(duì)於思維如何工作，或者進(jìn)化如何發(fā)生，我們用大型軟件程序處理信息流的模式來(lái)解釋。這些歷史上的比喻都沒(méi)有錯(cuò)，只是不完整而已。最近，人們用信息和計(jì)算來(lái)比喻，情況仍是如此。
然而，外熵與增強(qiáng)的有序性一樣，需要的不只是信息。在我們之前，科學(xué)已經(jīng)歷了數(shù)千年的發(fā)展，同樣也被數(shù)千次比作他物。信息和計(jì)算可能並非目前存在的最複雜的非物質(zhì)實(shí)體，但迄今還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)更復(fù)雜的非物質(zhì)實(shí)體。我們最終也許會(huì)發(fā)現(xiàn)外熵包括量子力、引力，甚至量子引力。可是現(xiàn)在，信息（從條理性意義上說(shuō)）是我們已知的理解外熵特性的最佳類比。
從宇宙視角看，信息是世界的主導(dǎo)力量。在宇宙的初始階段，即緊接著大爆炸之後的時(shí)期，能量支配存在。當(dāng)時(shí)輻射是唯一的存在，宇宙就是一團(tuán)光。漸漸地，宇宙膨脹並冷卻，物質(zhì)成爲(wèi)主導(dǎo)者。物質(zhì)成塊狀，分佈不均勻，但它的結(jié)晶性質(zhì)產(chǎn)生引力，開(kāi)始塑造宇宙。隨著生命的出現(xiàn)（就在人類的周邊區(qū)域），信息的影響增大。我們稱之爲(wèi)生命的信息過(guò)程數(shù)十億年前控制了地球的大氣層。現(xiàn)在，另一個(gè)信息過(guò)程——技術(shù)元素，正在重新徵服地球。外熵在宇宙的擴(kuò)大（從地球的視角看）也許就像圖4-2顯示的那樣，圖中E=能量，M=質(zhì)量，I=信息。
外熵幾十億年持續(xù)擴(kuò)大，產(chǎn)生穩(wěn)定的分子、太陽(yáng)系、恆星大氣層、生命、思維和技術(shù)元素，可以被重述爲(wèi)有序信息的緩慢積累。更確切的說(shuō)法是，累積信息的緩慢有序化。
通過(guò)極端例子可以更加清楚地認(rèn)識(shí)這個(gè)問(wèn)題。4瓶擺放在實(shí)驗(yàn)室物品架上的核苷酸與染色體上的4條核苷酸鏈之間的區(qū)別在於後者的原子作爲(wèi)可複製DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的組成部分而獲得的附加結(jié)構(gòu)，或者說(shuō)有序化。同樣的原子，但後者更加有序。當(dāng)核苷酸原子的細(xì)胞載體發(fā)生進(jìn)化時(shí)，它們又會(huì)添加新一層組織和條理性。在有機(jī)組織進(jìn)化過(guò)程中，這些原子攜帶的信息代碼經(jīng)過(guò)控制和處理，得到重新排序。在基因信息之外，原子現(xiàn)在還傳遞自適應(yīng)信息。它們從保留下來(lái)的創(chuàng)新中獲得條理性。隨著時(shí)間流逝，同樣的原子可以提升到新的有序?qū)哟巍Ｒ苍S它們的單細(xì)胞居所與另一個(gè)細(xì)胞融合，組成多細(xì)胞，這需要更大的有機(jī)組織——和細(xì)胞一樣——的信息結(jié)構(gòu)。更加深入的進(jìn)化——細(xì)胞羣轉(zhuǎn)變成組織和器官、性的產(chǎn)生、羣居生物的出現(xiàn)——繼續(xù)提高有序性，使流過(guò)同一批原子的信息結(jié)構(gòu)得以擴(kuò)展。
40億年來(lái)，進(jìn)化一直在積累基因庫(kù)知識(shí)。40億年能學(xué)到很多東西。今天地球上的約3000萬(wàn)物種中的每一種都是不曾間斷的信息鏈，其源頭可以追溯至第一個(gè)真正的細(xì)胞。這條DNA鏈的每一節(jié)都會(huì)學(xué)到新知識(shí)，並將這些來(lái)之不易的知識(shí)添加至它的內(nèi)部代碼。基因?qū)W家木村資生估計(jì)，自大約5億年前寒武紀(jì)生物大爆發(fā)以來(lái)，每個(gè)遺傳譜系（例如鸚鵡或袋鼠）的總基因信息量累計(jì)達(dá)到10兆字節(jié)。現(xiàn)在，用單個(gè)有機(jī)體的特有信息乘以今天世界上存活的有機(jī)體總數(shù)，將得到一筆天文數(shù)字的寶藏。想象一下，裝載地球上所有有機(jī)體（種子、卵子、孢子、**）的基因，也許需要一艘具備數(shù)字化存儲(chǔ)能力的諾亞方舟。有人估計(jì)，地球是1030個(gè)單細(xì)胞微生物的庇護(hù)港灣。典型的微生物，例如酵母菌，每一代發(fā)生一次1比特（位元）變異，這意味著所有活著的有機(jī)體將獲得1比特的特有信息。單獨(dú)計(jì)算微生物（約佔(zhàn)生物總數(shù)的50%），今天的生物圈包含基因信息量爲(wèi)1030比特，也就是1029個(gè)字節(jié)，或者說(shuō)10萬(wàn)堯字節(jié)。這的確是個(gè)大數(shù)字。
這還只是生物信息。技術(shù)元素自己的信息海洋也是深不可測(cè)。它反映了人類8000年保存下來(lái)的信息。按照數(shù)字存儲(chǔ)量計(jì)算，當(dāng)今技術(shù)元素包含487艾字節(jié)信息，數(shù)量級(jí)比自然界總數(shù)小很多，但成指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。每年由科技產(chǎn)生的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)增長(zhǎng)66%，增長(zhǎng)率壓倒性地超過(guò)任何自然來(lái)源。與鄰近的其他行星或者太空深處漂浮的一般物質(zhì)不同，知識(shí)和自組織信息的厚地毯包裹著這個(gè)星球。
技術(shù)元素的宇宙發(fā)展史還有其他版本。我們可以認(rèn)爲(wèi)外熵的長(zhǎng)期運(yùn)行趨勢(shì)是脫離物質(zhì)，昇華爲(wèi)非物質(zhì)。在早期宇宙，物理法則占主導(dǎo)地位。發(fā)生作用的只有化學(xué)法則、動(dòng)量、扭矩、靜電以及其他不可逆物理力，沒(méi)有其他任何遊戲規(guī)則。物質(zhì)世界的強(qiáng)大約束產(chǎn)生的只是極其簡(jiǎn)單機(jī)械的物質(zhì)形態(tài)——巖石、冰和氣體雲(yún)。但是太空的擴(kuò)展以及潛在能量的相應(yīng)增加，給世界引入新的非物質(zhì)動(dòng)力：信息，外熵和自組織。這些可能產(chǎn)生組織的新機(jī)會(huì)（例如存活的細(xì)胞）不違揹物理化學(xué)規(guī)則，但又保持距離。並不是說(shuō)，生命和意識(shí)彷彿被直接裝入物質(zhì)和能量的世界，確切地說(shuō)，是生命和意識(shí)擺脫了束縛並且超越了它們。物理學(xué)家保羅·戴維斯作過(guò)精彩的總結(jié)：“生命的秘密不在於它的化學(xué)根基……生命的成功，恰恰是因爲(wèi)它避開(kāi)了化學(xué)規(guī)則。”
當(dāng)前從資源密集型產(chǎn)業(yè)向以無(wú)形資產(chǎn)（例如軟件、設(shè)計(jì)和視聽(tīng)產(chǎn)品）爲(wèi)主的知識(shí)經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型，正是向非物質(zhì)穩(wěn)步邁進(jìn)過(guò)程中的最新動(dòng)態(tài)。（並不是說(shuō)物質(zhì)生產(chǎn)減少，而是非物質(zhì)製造業(yè)現(xiàn)在產(chǎn)生更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。）達(dá)拉斯聯(lián)邦儲(chǔ)備銀行主席理查德·費(fèi)希爾（RichardFisher）說(shuō)：“幾乎全世界的數(shù)據(jù)都表明，當(dāng)消費(fèi)者收入增長(zhǎng)時(shí)，他們傾向於較少的實(shí)物開(kāi)支，把更多的錢(qián)用於服務(wù)消費(fèi)。一旦人們的基本需求得到滿足，往往希望獲得醫(yī)療服務(wù)、交通和通信、信息、休閒生活、影視娛樂(lè)、金融和法律指導(dǎo)，諸如此類。”價(jià)值的分離（更多價(jià)值，更少物質(zhì)）是技術(shù)元素髮展歷程中的穩(wěn)定趨勢(shì)。6年間美國(guó)出口（美國(guó)製造的最有價(jià)值的物品）1美元貨物的平均重量下降了50%。今天，美國(guó)出口有40%是服務(wù)（無(wú)形的），而不是製造品（原子）。我們正逐漸用無(wú)形的設(shè)計(jì)、靈活性、創(chuàng)新和智能化取代剛性的沉重的原子。從非常現(xiàn)實(shí)的意義上說(shuō)，我們向以服務(wù)和理念爲(wèi)基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)邁進(jìn)，是延續(xù)某種從宇宙大爆炸就開(kāi)始的趨勢(shì)。
非物質(zhì)化不是外熵?cái)U(kuò)張的唯一途徑。技術(shù)元素將信息壓縮爲(wèi)高度精簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)體的能力也是非物質(zhì)的成功之處。舉例來(lái)說(shuō)，科學(xué)（從牛頓開(kāi)始）一直能夠?qū)⑷魏晤愋臀矬w運(yùn)動(dòng)的大量現(xiàn)象抽象爲(wèi)十分簡(jiǎn)單的規(guī)則，例如F=ma。同樣，愛(ài)因斯坦將海量的經(jīng)驗(yàn)觀察結(jié)果簡(jiǎn)化爲(wèi)非常濃縮的公式E=mc2。每個(gè)科學(xué)理論和公式，不論是關(guān)於氣候、空氣動(dòng)力學(xué)、行爲(wèi)、細(xì)胞分裂、造山運(yùn)動(dòng)還是數(shù)學(xué)，都是信息壓縮的結(jié)果。因此，我們的圖書(shū)館——塞滿同行評(píng)議、交叉索引、註解文章及同行篩選的雜誌文章——是一座非物質(zhì)密集的巨大礦山。但是，正如關(guān)於碳纖維技術(shù)的學(xué)術(shù)著作是無(wú)形資源的濃縮物一樣，碳纖維本身也是。它們所包含的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只是碳。哲學(xué)家馬丁·海德格爾認(rèn)爲(wèi)，科技是內(nèi)部現(xiàn)實(shí)的“現(xiàn)身”，是它的表現(xiàn)形式。這種內(nèi)部現(xiàn)實(shí)是任何製造品的非物質(zhì)本性。
儘管我們認(rèn)爲(wèi)技術(shù)元素的作用就是將器具和發(fā)明傾倒在人類的生活軌道上，但它也是宇宙釋放出來(lái)的最不可測(cè)、非物質(zhì)性最強(qiáng)的過(guò)程。事實(shí)上，它是世界上最強(qiáng)大的力量，儘管我們一般認(rèn)爲(wèi)人類大腦纔是（其實(shí)我們應(yīng)該回想是什麼在向我們灌輸這種觀念）。技術(shù)元素已超越大腦母體。藉助有意識(shí)的反省，人類思維的威力只是略微增強(qiáng)，對(duì)思想的思考只會(huì)讓我們的智能稍加提高。然而，技術(shù)元素可以通過(guò)使其持續(xù)變動(dòng)的特性反覆疊加於自身，無(wú)限增強(qiáng)自己的威力。新技術(shù)不斷降低發(fā)明新技術(shù)的難度，而人腦則沒(méi)有這種功能。藉助無(wú)止境的科技膨脹過(guò)程，技術(shù)元素的非物質(zhì)組織現(xiàn)在成爲(wèi)我們所處的宇宙區(qū)域中最具優(yōu)勢(shì)的力量。
從根本上說(shuō)，科技的主導(dǎo)地位並非因爲(wèi)它誕生於人類意識(shí)，給予它這種地位的是一個(gè)同樣可作爲(wèi)其本源的自組織，並且這個(gè)自組織還孕育出星系、行星、生命和思維。它是始於大爆炸的巨大非對(duì)稱軌跡的一部分，隨時(shí)間的推移而擴(kuò)展?fàn)?wèi)最抽象的非物質(zhì)形態(tài)。這條軌跡擺脫了古老的物質(zhì)和能量規(guī)則的束縛，過(guò)程緩慢但不可逆轉(zhuǎn)。