具体描述
★美国Amazon4.4星 热评推荐！
★《纽约时报》畅销惊悚小说家、《人皮拼图》系列作者杰佛瑞．迪佛盛情推荐！
生命与演化，只能用达尔文的演化论来定义？
世界顶尖的能源科学家，颠覆既有的生物学思维，以大胆、创新的观点揭开万物演化的奥祕——
获奖无数的麻省理工学院博士、杜克大学教授亚德里安．贝赞（Adrian Bejan）主张，
这世界的万事万物莫不遵从「建构定律」（Constructal law），
无论有生命或无生命，例如河流、风、动物、人类和机器等万物都在「演化」——改善机制，提高物质流动的效率。
他认为，物理能够解释一切演化现象，包括人类文明、经济活动、体育竞赛甚至政治选举。
从物理学出发，贝赞教授以建构定律的角度，引领你重新观看这个世界——
．生命是什么？生、死与演化为什么会发生？
．不必担心世界会失控。为什么？S-曲线能提供解答。
．如何改善能源的供给与经济？
．人类文明如何高效演化？
物理意谓自然法则，「自然」即是万事万物，包括生命。
《生命的物理学》借由生物与非生物的演化，探索一个终极问题：
如何善用能源、文化、经济，以及周遭事物的资源而让生命永续生存？
现在很清楚了，答案就是物理学！
本书特色
1.以突破性的观点揭开万物演化的奥祕
2.颠覆达尔文的演化论，从物理学的角度阐述万物演化！
3.关于演化，让你更富有想像力。
国际推荐
「作者独特的物理学观点，提供我们一种革命性的新方法，去看待、了解我们周遭的世界，无论是自然界、人体、政治或文化机构。本书写作熟练灵巧，不管是专家或外行人都能深受吸引，是必读之书。再不会有其他书能让你以同样的观点看待生死或介于其中的事了。假如你喜欢贾德．戴蒙（Jared Diamond）的生物学相关着作，或史蒂芬．霍金（Stephen Hawking）的宇宙学，你会爱上这本书。」——《纽约时报》畅销书作家 杰佛瑞．迪佛（Jeffery Deaver）
「迷人且有诗意⋯⋯独特且吸引人，这本书会让你有余音绕樑的感觉，占据你的意识，并促使你以崭新的视野看待这个世界。」——《科克斯评论》
「在这部看似古怪，间或看得出巧思的作品，作者贝赞深入探讨，进化并非生物学现象，而是物理现象。」——《出版人週刊》
「借由本书所带来的确定性，我们会在众声喧哗的阴郁中，找到充满希望的讯息：未来将是有建设性的、具开放性的，且富含承诺。本书超越达尔文的《物种起源》（The Origin of Species），且足以与《数学原理》（Principia Mathematica）相比拟。」——《Remaking the City Street Grid – a new model for urban and suburban development》作者 Fanis Grammenos
「凡是对于财富、幸福、自由、体育、政治、城市、市场、物理学、生物学，或是对生命本身有兴趣的人，都会发现这是一本启发人心的好书。随手翻阅书中的任何一页，都能发现某个重要知识领域的迷人见解，让你过得更好。」——畅销书《投机客养成教育》作者 维特．倪德厚夫（Victor Niederhoffer）
★《纽约时报》畅销惊悚小说家、《人皮拼图》系列作者杰佛瑞．迪佛盛情推荐！
生命与演化，只能用达尔文的演化论来定义？
世界顶尖的能源科学家，颠覆既有的生物学思维，以大胆、创新的观点揭开万物演化的奥祕——
获奖无数的麻省理工学院博士、杜克大学教授亚德里安．贝赞（Adrian Bejan）主张，
这世界的万事万物莫不遵从「建构定律」（Constructal law），
无论有生命或无生命，例如河流、风、动物、人类和机器等万物都在「演化」——改善机制，提高物质流动的效率。
他认为，物理能够解释一切演化现象，包括人类文明、经济活动、体育竞赛甚至政治选举。
从物理学出发，贝赞教授以建构定律的角度，引领你重新观看这个世界——
．生命是什么？生、死与演化为什么会发生？
．不必担心世界会失控。为什么？S-曲线能提供解答。
．如何改善能源的供给与经济？
．人类文明如何高效演化？
物理意谓自然法则，「自然」即是万事万物，包括生命。
《生命的物理学》借由生物与非生物的演化，探索一个终极问题：
如何善用能源、文化、经济，以及周遭事物的资源而让生命永续生存？
现在很清楚了，答案就是物理学！
本书特色
1.以突破性的观点揭开万物演化的奥祕
2.颠覆达尔文的演化论，从物理学的角度阐述万物演化！
3.关于演化，让你更富有想像力。
国际推荐
「作者独特的物理学观点，提供我们一种革命性的新方法，去看待、了解我们周遭的世界，无论是自然界、人体、政治或文化机构。本书写作熟练灵巧，不管是专家或外行人都能深受吸引，是必读之书。再不会有其他书能让你以同样的观点看待生死或介于其中的事了。假如你喜欢贾德．戴蒙（Jared Diamond）的生物学相关着作，或史蒂芬．霍金（Stephen Hawking）的宇宙学，你会爱上这本书。」——《纽约时报》畅销书作家 杰佛瑞．迪佛（Jeffery Deaver）
「迷人且有诗意⋯⋯独特且吸引人，这本书会让你有余音绕樑的感觉，占据你的意识，并促使你以崭新的视野看待这个世界。」——《科克斯评论》
「在这部看似古怪，间或看得出巧思的作品，作者贝赞深入探讨，进化并非生物学现象，而是物理现象。」——《出版人週刊》
「借由本书所带来的确定性，我们会在众声喧哗的阴郁中，找到充满希望的讯息：未来将是有建设性的、具开放性的，且富含承诺。本书超越达尔文的《物种起源》（The Origin of Species），且足以与《数学原理》（Principia Mathematica）相比拟。」——《Remaking the City Street Grid – a new model for urban and suburban development》作者 Fanis Grammenos
「凡是对于财富、幸福、自由、体育、政治、城市、市场、物理学、生物学，或是对生命本身有兴趣的人，都会发现这是一本启发人心的好书。随手翻阅书中的任何一页，都能发现某个重要知识领域的迷人见解，让你过得更好。」——畅销书《投机客养成教育》作者 维特．倪德厚夫（Victor Niederhoffer）
物理学的透镜：解析生命与宇宙的动态法则 【图书简介】 这是一部跨越生命科学、复杂系统理论与物理学前沿的宏大叙事，旨在揭示支配宇宙万物——从最微小的粒子运动到宏观的生态系统演化——的底层逻辑。本书摒弃了学科间的传统壁垒，以物理学的精确性与普适性为框架，审视自然界中涌现的复杂性、组织性与动态变化。 我们生活在一个由看不见的法则驱动的世界。这些法则，如能量守恒、熵增定律、以及热力学第二定律所揭示的驱动力，不仅解释了恒星的燃烧和物质的聚集，同样也深刻地塑造着生命体的诞生、繁衍乃至其最终的消亡。本书将目光投向那些跨越尺度的共同模式：在看似无序的随机波动中，如何涌现出高度有序的结构？在持续的能量流动中，系统如何自我组织以抵抗局部的熵增？ 本书的核心在于探索耗散结构理论及其在生物学中的应用。我们不再将生命视为一个孤立的、受外部能量驱动的机械装置，而是将其视为一个开放的、处于非平衡态的系统。在能量梯度和物质交换的驱动下，生命体通过不断地耗散能量，维持着内部的低熵状态。这种“在秩序中制造混乱”的悖论，正是生命得以持续存在的基础。我们将深入剖析，生命体如何巧妙地利用热力学原理，通过高效的能量转换和信息处理，实现从简单的化学反应到复杂的新陈代谢网络的跃迁。 在对生命现象的解析中，本书着重探讨了涌现现象的物理机制。一个蛋白质如何折叠成具有特定功能的形状？一个细胞如何通过膜电位和离子流实现信号的快速传递？这些复杂的功能，并非简单的组分相加，而是大量分子之间非线性相互作用的结果。通过借鉴统计物理学中的相变理论，我们可以更清晰地理解细胞内部组分在特定环境刺激下，如何实现从无序到有序的质变。例如，分子马达的工作机制，其效率和步进性，可以从离散的随机过程和热浴噪声的相互作用中得到有力的物理学解释。 此外，本书将复杂性理论与信息物理学结合，探讨信息在系统中的存储、传输与演化角色。信息，在物理学语境下，与熵紧密相关。描述一个系统的有序程度，本质上就是量化其信息含量。生命系统通过基因编码、蛋白质交互网络和神经元放列，持续地处理和降低不确定性（即信息）。我们将探讨，这种信息处理能力的提升，如何成为生物演化过程中的主要驱动力之一。从生物化学反应的速率限制到宏观种群的动态平衡，信息流动的效率直接决定了系统对环境变化的适应能力。 本书的视野并未止步于生物学的微观层面。我们进一步考察了群体动力学与非线性动力学在生态系统中的体现。一个捕食者-猎物种群的周期性波动，一个森林火灾的传播模式，乃至流行病的扩散轨迹，都展现出典型的非线性特征。这些系统往往表现出对初始条件的敏感性（蝴蝶效应），以及在特定参数下可能出现的混沌行为。通过引入诸如洛特卡-沃尔泰拉模型等经典非线性方程，我们能够以物理学的建模方法，精确地描绘和预测这些复杂的群落间的相互作用模式，揭示看似随机的生态变化背后隐藏的确定性规律。 最后，本书探讨了时间之箭与演化方向的物理学基础。为什么时间总是在一个方向上流逝？为什么宇宙的演化总是在宏观上趋向于更大的无序（熵增）？而生命系统却能实现局部的、暂时的“时间逆转”？我们将从统计力学的角度，审视大数定律在生命尺度下的修正，并讨论“最大熵产生原理”——即开放系统倾向于以最快的速度耗散能量梯度、加速整体熵增——如何成为了生物组织得以在宇宙中高效存在的根本驱动力。 通过整合统计力学、信息论和复杂性科学的工具箱，本书提供了一种统一的视角，来理解生命现象的物理基础。它并非试图用简单的公式来完全还原生命的所有奥秘，而是倡导一种跨学科的研究范式，即认识到生命作为一种高度有序的耗散结构，是宇宙基本物理定律在非平衡态条件下，必然涌现的一种极致表现。阅读本书，将为探究生命起源、理解生态系统的稳定与崩溃，以及构想未来智能系统的设计，提供一套坚实而深刻的物理学思维框架。
著者信息
作者简介
亚德里安•贝赞（Adrian Bejan）
麻省理工学院博士、加州大学柏克莱分校研究员、杜克大学机械工程学系讲座教授，是世上最杰出的能源科学家之一。同时身兼葡萄牙的埃伍拉大学（University of Evora）、南非的比勒陀利亚大学（University of Pretoria）以及香港理工大学教授。
2001年，在全球机械工程领域中，他名列前一百位文章引用次数最多的作家；在热力学领域，他获得了国际最高荣誉，也是欧洲科学院院士及美国机械工程师协会的荣誉成员。他曾在十一个国家的大学荣获十八个荣誉博士学位，着有三十本作品和六百多篇国际审议期刊文章。
译者简介
王志宏 Chih-Hung Wang
英国兰开斯特物理系博士，德国爱因斯坦机构访问学者。
主要研究为广义相对论、宇宙论、重力辐射以及黑洞理论。
现职为时空研究学苑执行长，以及时空研究书苑（出版社）专任讲师。
吴育慧 Yu-Huei Wu
英国南安普敦大学数学博士（2007），英国剑桥大学应用数学与理论物理硕士，沃夫森学院（2002）。
经历：
中央大学数学与理论物理中心博士后，北科大助理教授，中央大学天文所博士后，中研院博士后，英国南安普敦大学先修班讲师，英国南安普敦大学数学系讲师，德国爱因斯坦机构访问学人，北京晨兴数学中心访问学人 ， 德国科隆大学理论物理机构访问学人。
主要研究为黑洞理论、重力波、重力辐射、应用数学与理论物理。
目前为时空研究书苑（出版社） 负责人，时空研究学苑出版品课程企划总编辑。
亚德里安•贝赞（Adrian Bejan）
麻省理工学院博士、加州大学柏克莱分校研究员、杜克大学机械工程学系讲座教授，是世上最杰出的能源科学家之一。同时身兼葡萄牙的埃伍拉大学（University of Evora）、南非的比勒陀利亚大学（University of Pretoria）以及香港理工大学教授。
2001年，在全球机械工程领域中，他名列前一百位文章引用次数最多的作家；在热力学领域，他获得了国际最高荣誉，也是欧洲科学院院士及美国机械工程师协会的荣誉成员。他曾在十一个国家的大学荣获十八个荣誉博士学位，着有三十本作品和六百多篇国际审议期刊文章。
译者简介
王志宏 Chih-Hung Wang
英国兰开斯特物理系博士，德国爱因斯坦机构访问学者。
主要研究为广义相对论、宇宙论、重力辐射以及黑洞理论。
现职为时空研究学苑执行长，以及时空研究书苑（出版社）专任讲师。
吴育慧 Yu-Huei Wu
英国南安普敦大学数学博士（2007），英国剑桥大学应用数学与理论物理硕士，沃夫森学院（2002）。
经历：
中央大学数学与理论物理中心博士后，北科大助理教授，中央大学天文所博士后，中研院博士后，英国南安普敦大学先修班讲师，英国南安普敦大学数学系讲师，德国爱因斯坦机构访问学人，北京晨兴数学中心访问学人 ， 德国科隆大学理论物理机构访问学人。
主要研究为黑洞理论、重力波、重力辐射、应用数学与理论物理。
目前为时空研究书苑（出版社） 负责人，时空研究学苑出版品课程企划总编辑。
图书目录
译者序
前言
1. 生命问题
2. 世界的渴望
3. 财富是有目的的流动
4. 科技的演化
5. 体育竞技的演化
6. 城市的演化
7. 成长
8. 政治、科学与设计的改变
9. 时间箭头
10. 死亡问题
11. 生命与演化的物理
致谢
前言
1. 生命问题
2. 世界的渴望
3. 财富是有目的的流动
4. 科技的演化
5. 体育竞技的演化
6. 城市的演化
7. 成长
8. 政治、科学与设计的改变
9. 时间箭头
10. 死亡问题
11. 生命与演化的物理
致谢
图书序言
前言
生存或是死亡，这甚至不是重点所在。生命是自然界俯拾可见的现象，广义来说，能自由改变的运动都可视为生命。每一个移动、流动或是冲撞都展现了一种倾向，就是让「运动」更容易，并借由改变运动的结构、路径及节奏，使其得以持续。无论是有生命或无生命的领域，这样的演进过程与运动的终结（死亡）都是自然的。
问题在于从物理学的角度来看，生命是什么？为什么生命、死亡及演化会发生？
我会在《生命的物理学》这本书中回答这个问题。事实上，如果我不知道答案，那甚至无法清楚地表达「生命是什么」这问题。简单来说，每一个发生的事件、每一个地方以及每一时刻都隶属于大自然（以希腊文而言，就是物理）。透过人类平凡而渺小的视野，每一事物都遵循着物理定律。而这所说的物理定律，多半在中学时代已经学过，即便是不同世代的人也都能理解。
在大自然中，原本静止的东西是不会运动的，除非它们被推动或被拉动。无数个来自于自然界的「引擎系统」生成运动的能量，而这些引擎所需的燃料是以多种不同的形式存在，例如食物之于动物、汽油之于汽车、太阳能之于大气与海洋环流，乃至于地表上所有水的流动等等。一旦运动开始之后，动力就会遭到破坏——能量会因「煞车系统」而逸散，进入并影响原先企图阻止运动的周遭环境。引擎系统和煞车系统是两种如地球一般古老的自然现象。
生存与演化的现象其实是借由动力的产生与耗散，以推进地球上的一切运动，无论是有生命的或无生命的，诸如河流、风、动物、人类和机器等等。这截然不同的观点立基于最根本的物理学，称为「建构定律」。
若要用物理的角度来探究生命问题，便需在达尔文以降的主流描述方式之中掺入一点物理风味。单单用描述的方式是无法抓住物理的精髓。让我们来看看为什么需要将物理学纳入讨论：某些东西在一个区域内移动并扩散（例如动物、瘟疫、河流、矿物开採或是新闻），它们的扩散过程会符合着名的S-曲线现象（S-curve phenomenon）：一开始，增长得很慢，然后变快，最后又趋于缓慢。一些已存在的范例说明了S-曲线现象是来自于竞争、生存与资源的竞争、繁殖率、地域性和机率等等。但这是根据物理学的哪个定律呢？生存与资源的竞争、繁殖率和三角洲流域附近的支流分布、雪片的结晶体积，或是一篇科学期刊的引用次数之间到底有什么关系？
从物理的角度切入，生命与演化的现象乍看之下确实令人不解。对于地球生命的未来，与其认为最后会消亡，物理学的建构定律提供了一个相对乐观的看法，这也是我为何要写下这本书的理由。让我来举些例子。
这个世界的能量和水是不会用完的。撒哈拉沙漠拥有充足的太阳能，而刚果则有充沛的降雨。为了可以持续运动（或者说，达到永续生存），这个世界需要的是将有用的能量和可饮用的水，顺利导入人类的居住地。这意味着在缺乏电力的地方需要各式各样的电厂，而干旱的土地需要不含盐分的水。
没有群体会愿意减少燃料的消耗，因为没人喜欢贫穷多于富裕，或是喜欢死亡胜于存活。争辩该降低对环境的冲击，等同于争辩该减缓运动，也就是削减生命本身。
燃料一向以特定的阶层架构而消耗，而这种阶层结构在运动中处处可见，从三角洲流域到全球空中运输，都是少数大的（河道或飞机）带动多数小的一起流动。
在地球上，任何事物的运动形式的演进，包括人类的，都会自然地趋向阶级分层的结构。这个世界拥有精致的结构，其上堆叠着各种阶层结构的「流域」，少数的大渠道伴随着许多的小渠道，互相依赖、彼此协助，让流动更有效率并维持流动的能量。
同时具备快、慢的流动方式会优于只有快或慢的单一方式。流速快的是数量少的大渠道，流速慢的则是数量多的小渠道，如此便可有效率地让水流遍布整个区域。我们可以发现这种阶层结构自然地出现在各处，从都市里的交通运输到肺部的氧气传送，以及大脑中快慢不同的反应。
这个世界并未失控，为什么？因为在一个有限范围内，每个正在扩展的流动现象注定会遵守S曲线的过程。初期，流动的扩展速度较慢，到了成长时期，扩展的速度会变快，但最后成熟期的扩展速度又会下降。在任何流动的扩展过程中，不会出现「指数」型或「爆炸」型的增长。
这世界不会变得越来越复杂，而后陷入失控。复杂度是稳定且可预测的，例如人类肺脏的二十三支气管分支。当然，越大的肺脏或越大的流域也会显得越复杂，因为它们的阶层建构在较大的空间内。纽约市的交通运输比英国杜伦市的交通复杂得多，但是这些复杂的运作并未失控；如果真的失控了，其中的任何一种流动，无论大小都会终结。
物体的尺寸大小关乎速度、更长久的生命及效率，这在许多事物的运动中都能见到：动物、飞机、河流、大气喷流、滚动的石头和漩涡，我们在各种科技与运动竞技中都目睹了这样的演化过程。举例来说，商用飞机已经演变成外型看起来像一只鸟：越重的飞机拥有越大的引擎、负载越多的燃料，机翼和机身等长。越大的飞行物体会负载越多的燃料、拥有越长的机身，以及越久的飞行时间。
在运动竞技中，现今的百米赛跑是由身材较高的跑者所主宰，因为迈得更大的步伐让他们能早些抵达终点。尤赛恩・波特（Usain Bolt）和河马有着相似的冲刺速度，是因为他们的身材高度相近。
但尺寸大小并非决定演化走向的唯一条件。在短跑竞赛中，除了步伐大小，能够快速迈步也是另一项优势。而在长跑竞赛中，相反的演化趋势（趋向尺寸较小的跑者）才是迈向胜利之道。从物理学的观点来看，这些相互矛盾的演化走向都是可预测的。
城市则是自然而非随机地持续发展，而且其特征（时间、地点和大小）也是可以被物理定律预测的：大街与小巷、高速公路或环状道路。城市的建设就像人类那些不知不觉开展的设计：火、动力、言语、写作、科学、法律、钱财、沟通交流与永续性，它们皆便利了人类的生活。
好主意可以广泛传播，而且会持续地传播下去。所以，这些持续演变、流动的设计就意味着「好」。因此想要丈量一个主意有多好，只要观察其具体实践时，经由当时该地流动设计的演化与改善，能够增加多少人为的移动。
就物理学的观点而言，知识包含了想法和行动；优良设计的试金石就是实践，到最后，好用的才会留下来。这就是为什么好的改变会自然而然地扩展开来，这是演化的本质，也是演化从不停止的理由。
生命和演化都属于物理学的范畴。与过往的生物学相比，我们应该用更宽广的视野，看待并理解这些地表上的重要现象。例如牛顿力学的第二运动定律和热力学定律，它们能解释所有可以想见的状况，生命与演化也是一样。
我很确定你已了解生命与演化的物理观点，但也许是以不同的名词呈现：比如自我组织（self-organization）、自我优化（self-optimization）、天择、自我润滑（self-lubrication）、涌现（emergence）等等。我甚至确定你没有意识到，自己所知道的概念是普遍成立的（普适性）。以物理的观点来看，这类自我的、天然的、涌现的进程，都明白地指向同一个现象，总结为建构定律。
而我鼓励你们，说出及写下你们心中的想像，来完成这本书中所描绘的景象。
用物理学解释生命演化，颠覆你的思维
王志宏，时空研究学苑执行长、译者
第一次看到《生命的物理学》这本书，立刻受到封面的副标题「万物的演化」（the evolution of everything）这几个字所吸引。由于物理学家在探索宇宙的基本理论时，有一部分的动机就是希望找到能够描述所有自然现象演化的理论，当然这些自然现象的演化也包含了生命的演化。但生命是如此的复杂，人类对于生命的起源与意识的基本定义仍充满着未知，所以要从基本的物理定律去解释生命的本质与演化，这当中似乎还有一段很长的路要走。但本书作者却尝试用物理学去解释生命的演化现象，使我产生了极大的好奇心。
在阅读过程中，我理解到作者对于生命的定义，和一般大众所理解的生命定义是完全不同的。一般我们所认知的生命系统，通常是指含有细胞、基因等可以自行复制的生命物质，而无生命的系统则是包含各种矿物、海水等无生命的物质。然而在本书中，作者对于生命系统的定义，提供了完全不同的观点。他认为，一个持续流动并且能够自由变化的系统，就是一种具有生命的系统，所以探讨生命的演化就是在探讨一套流动系统的演进过程。从这个观点出发，不论是地壳的演化或河流流域的演化，皆属于生命演化的范畴。
在本书一开始，作者便对于所有流动系统的演化过程，提出一套基本定律，称为「建构定律」。接着，作者开始进一步探讨一些流动系统的演化，像是科技的演化、体育运动的演化、城市的演化、政治与经济的演化等，并且阐述了这些系统的演化过程与建构定律之间的关系。他更进一步尝试用建构定律去预测流动系统未来的演化行为。根据作者在书中的探讨，你会发现，在不同领域的流动系统中，其演化过程似乎都存在着某些相同的特性，而且这些特性都是属于物理学的范畴。
本书作者亚德里安．贝赞（Adrian Bejan）是美国杜克大学（Duke University）机械系教授，他的研究主要在应用物理与热力学。本书可以发现，他所提出的建构定律和热力学第二定律中，阐述了「熵的增加」之间存有某种关系。在一个物理系统的演化过程中，熵的增加所代表的是系统演化的时间方向，但时间的方向要如何在建构定律中阐明出来，本书的第九章提供了有趣的探讨。
对我而言，很大一部分的阅读动机，是希望能够从书中获得一些有趣的想法与观点，并且从阅读中拓展自己的视野。在翻译本书过程中，我看到了作者探索生命演化的议题过程中所提出的新思维与观点，这让我重新思考了有生命和无生命系统之间，可能存在的相似性，也让我理解到科技的演化、城市的演化与政治经济的演化之间，存在着某些共通性。
推动生命的演化是一种渴望，一种想要让流动持续下去的渴望，而演化的过程中所存在的自由度，让这些流动的系统可以更容易地流动下去，这样的演化结构就是作者的建构定律所要表达的。我相信在本书中，作者利用科学的分析方法，建立了许多有趣的关联性，将可以提供给你不少新的观点与视野。
生存或是死亡，这甚至不是重点所在。生命是自然界俯拾可见的现象，广义来说，能自由改变的运动都可视为生命。每一个移动、流动或是冲撞都展现了一种倾向，就是让「运动」更容易，并借由改变运动的结构、路径及节奏，使其得以持续。无论是有生命或无生命的领域，这样的演进过程与运动的终结（死亡）都是自然的。
问题在于从物理学的角度来看，生命是什么？为什么生命、死亡及演化会发生？
我会在《生命的物理学》这本书中回答这个问题。事实上，如果我不知道答案，那甚至无法清楚地表达「生命是什么」这问题。简单来说，每一个发生的事件、每一个地方以及每一时刻都隶属于大自然（以希腊文而言，就是物理）。透过人类平凡而渺小的视野，每一事物都遵循着物理定律。而这所说的物理定律，多半在中学时代已经学过，即便是不同世代的人也都能理解。
在大自然中，原本静止的东西是不会运动的，除非它们被推动或被拉动。无数个来自于自然界的「引擎系统」生成运动的能量，而这些引擎所需的燃料是以多种不同的形式存在，例如食物之于动物、汽油之于汽车、太阳能之于大气与海洋环流，乃至于地表上所有水的流动等等。一旦运动开始之后，动力就会遭到破坏——能量会因「煞车系统」而逸散，进入并影响原先企图阻止运动的周遭环境。引擎系统和煞车系统是两种如地球一般古老的自然现象。
生存与演化的现象其实是借由动力的产生与耗散，以推进地球上的一切运动，无论是有生命的或无生命的，诸如河流、风、动物、人类和机器等等。这截然不同的观点立基于最根本的物理学，称为「建构定律」。
若要用物理的角度来探究生命问题，便需在达尔文以降的主流描述方式之中掺入一点物理风味。单单用描述的方式是无法抓住物理的精髓。让我们来看看为什么需要将物理学纳入讨论：某些东西在一个区域内移动并扩散（例如动物、瘟疫、河流、矿物开採或是新闻），它们的扩散过程会符合着名的S-曲线现象（S-curve phenomenon）：一开始，增长得很慢，然后变快，最后又趋于缓慢。一些已存在的范例说明了S-曲线现象是来自于竞争、生存与资源的竞争、繁殖率、地域性和机率等等。但这是根据物理学的哪个定律呢？生存与资源的竞争、繁殖率和三角洲流域附近的支流分布、雪片的结晶体积，或是一篇科学期刊的引用次数之间到底有什么关系？
从物理的角度切入，生命与演化的现象乍看之下确实令人不解。对于地球生命的未来，与其认为最后会消亡，物理学的建构定律提供了一个相对乐观的看法，这也是我为何要写下这本书的理由。让我来举些例子。
这个世界的能量和水是不会用完的。撒哈拉沙漠拥有充足的太阳能，而刚果则有充沛的降雨。为了可以持续运动（或者说，达到永续生存），这个世界需要的是将有用的能量和可饮用的水，顺利导入人类的居住地。这意味着在缺乏电力的地方需要各式各样的电厂，而干旱的土地需要不含盐分的水。
没有群体会愿意减少燃料的消耗，因为没人喜欢贫穷多于富裕，或是喜欢死亡胜于存活。争辩该降低对环境的冲击，等同于争辩该减缓运动，也就是削减生命本身。
燃料一向以特定的阶层架构而消耗，而这种阶层结构在运动中处处可见，从三角洲流域到全球空中运输，都是少数大的（河道或飞机）带动多数小的一起流动。
在地球上，任何事物的运动形式的演进，包括人类的，都会自然地趋向阶级分层的结构。这个世界拥有精致的结构，其上堆叠着各种阶层结构的「流域」，少数的大渠道伴随着许多的小渠道，互相依赖、彼此协助，让流动更有效率并维持流动的能量。
同时具备快、慢的流动方式会优于只有快或慢的单一方式。流速快的是数量少的大渠道，流速慢的则是数量多的小渠道，如此便可有效率地让水流遍布整个区域。我们可以发现这种阶层结构自然地出现在各处，从都市里的交通运输到肺部的氧气传送，以及大脑中快慢不同的反应。
这个世界并未失控，为什么？因为在一个有限范围内，每个正在扩展的流动现象注定会遵守S曲线的过程。初期，流动的扩展速度较慢，到了成长时期，扩展的速度会变快，但最后成熟期的扩展速度又会下降。在任何流动的扩展过程中，不会出现「指数」型或「爆炸」型的增长。
这世界不会变得越来越复杂，而后陷入失控。复杂度是稳定且可预测的，例如人类肺脏的二十三支气管分支。当然，越大的肺脏或越大的流域也会显得越复杂，因为它们的阶层建构在较大的空间内。纽约市的交通运输比英国杜伦市的交通复杂得多，但是这些复杂的运作并未失控；如果真的失控了，其中的任何一种流动，无论大小都会终结。
物体的尺寸大小关乎速度、更长久的生命及效率，这在许多事物的运动中都能见到：动物、飞机、河流、大气喷流、滚动的石头和漩涡，我们在各种科技与运动竞技中都目睹了这样的演化过程。举例来说，商用飞机已经演变成外型看起来像一只鸟：越重的飞机拥有越大的引擎、负载越多的燃料，机翼和机身等长。越大的飞行物体会负载越多的燃料、拥有越长的机身，以及越久的飞行时间。
在运动竞技中，现今的百米赛跑是由身材较高的跑者所主宰，因为迈得更大的步伐让他们能早些抵达终点。尤赛恩・波特（Usain Bolt）和河马有着相似的冲刺速度，是因为他们的身材高度相近。
但尺寸大小并非决定演化走向的唯一条件。在短跑竞赛中，除了步伐大小，能够快速迈步也是另一项优势。而在长跑竞赛中，相反的演化趋势（趋向尺寸较小的跑者）才是迈向胜利之道。从物理学的观点来看，这些相互矛盾的演化走向都是可预测的。
城市则是自然而非随机地持续发展，而且其特征（时间、地点和大小）也是可以被物理定律预测的：大街与小巷、高速公路或环状道路。城市的建设就像人类那些不知不觉开展的设计：火、动力、言语、写作、科学、法律、钱财、沟通交流与永续性，它们皆便利了人类的生活。
好主意可以广泛传播，而且会持续地传播下去。所以，这些持续演变、流动的设计就意味着「好」。因此想要丈量一个主意有多好，只要观察其具体实践时，经由当时该地流动设计的演化与改善，能够增加多少人为的移动。
就物理学的观点而言，知识包含了想法和行动；优良设计的试金石就是实践，到最后，好用的才会留下来。这就是为什么好的改变会自然而然地扩展开来，这是演化的本质，也是演化从不停止的理由。
生命和演化都属于物理学的范畴。与过往的生物学相比，我们应该用更宽广的视野，看待并理解这些地表上的重要现象。例如牛顿力学的第二运动定律和热力学定律，它们能解释所有可以想见的状况，生命与演化也是一样。
我很确定你已了解生命与演化的物理观点，但也许是以不同的名词呈现：比如自我组织（self-organization）、自我优化（self-optimization）、天择、自我润滑（self-lubrication）、涌现（emergence）等等。我甚至确定你没有意识到，自己所知道的概念是普遍成立的（普适性）。以物理的观点来看，这类自我的、天然的、涌现的进程，都明白地指向同一个现象，总结为建构定律。
而我鼓励你们，说出及写下你们心中的想像，来完成这本书中所描绘的景象。
亚德里安・贝赞（Adrian Bejan） 2016.03
用物理学解释生命演化，颠覆你的思维
王志宏，时空研究学苑执行长、译者
第一次看到《生命的物理学》这本书，立刻受到封面的副标题「万物的演化」（the evolution of everything）这几个字所吸引。由于物理学家在探索宇宙的基本理论时，有一部分的动机就是希望找到能够描述所有自然现象演化的理论，当然这些自然现象的演化也包含了生命的演化。但生命是如此的复杂，人类对于生命的起源与意识的基本定义仍充满着未知，所以要从基本的物理定律去解释生命的本质与演化，这当中似乎还有一段很长的路要走。但本书作者却尝试用物理学去解释生命的演化现象，使我产生了极大的好奇心。
在阅读过程中，我理解到作者对于生命的定义，和一般大众所理解的生命定义是完全不同的。一般我们所认知的生命系统，通常是指含有细胞、基因等可以自行复制的生命物质，而无生命的系统则是包含各种矿物、海水等无生命的物质。然而在本书中，作者对于生命系统的定义，提供了完全不同的观点。他认为，一个持续流动并且能够自由变化的系统，就是一种具有生命的系统，所以探讨生命的演化就是在探讨一套流动系统的演进过程。从这个观点出发，不论是地壳的演化或河流流域的演化，皆属于生命演化的范畴。
在本书一开始，作者便对于所有流动系统的演化过程，提出一套基本定律，称为「建构定律」。接着，作者开始进一步探讨一些流动系统的演化，像是科技的演化、体育运动的演化、城市的演化、政治与经济的演化等，并且阐述了这些系统的演化过程与建构定律之间的关系。他更进一步尝试用建构定律去预测流动系统未来的演化行为。根据作者在书中的探讨，你会发现，在不同领域的流动系统中，其演化过程似乎都存在着某些相同的特性，而且这些特性都是属于物理学的范畴。
本书作者亚德里安．贝赞（Adrian Bejan）是美国杜克大学（Duke University）机械系教授，他的研究主要在应用物理与热力学。本书可以发现，他所提出的建构定律和热力学第二定律中，阐述了「熵的增加」之间存有某种关系。在一个物理系统的演化过程中，熵的增加所代表的是系统演化的时间方向，但时间的方向要如何在建构定律中阐明出来，本书的第九章提供了有趣的探讨。
对我而言，很大一部分的阅读动机，是希望能够从书中获得一些有趣的想法与观点，并且从阅读中拓展自己的视野。在翻译本书过程中，我看到了作者探索生命演化的议题过程中所提出的新思维与观点，这让我重新思考了有生命和无生命系统之间，可能存在的相似性，也让我理解到科技的演化、城市的演化与政治经济的演化之间，存在着某些共通性。
推动生命的演化是一种渴望，一种想要让流动持续下去的渴望，而演化的过程中所存在的自由度，让这些流动的系统可以更容易地流动下去，这样的演化结构就是作者的建构定律所要表达的。我相信在本书中，作者利用科学的分析方法，建立了许多有趣的关联性，将可以提供给你不少新的观点与视野。
图书试读
【第一章】
生命问题
The Life Question
生命是什么？当然，这是一个大哉问。1944年，诺贝尔物理奖得主薛丁格（Erwin Schrodinger）在其知名着作《薛丁格生命物理学讲义：生命是什么？》（What is Life? with Mind and Matter and Autobiographical Sketches）中，英勇地尝试回答这个问题，出发点则是活细胞的基因学和生物学。「生命是什么」对哲学家和科学家来说，是个古老且令人困惑的问题。在数个月前，美国科学作家贾布尔（Ferris Jabr）在《纽约时报》（The New York Times）发表文章，表示科学没有办法回答这个基本问题。「生命是什么？科学无法告诉我们……科学家已经遭遇困难，也无法对生命提供一个精确且普遍可以接受的定义。」他补充道：「没有东西是真的活着的。」当然，我不同意他的论点。
在本书中，我试着探索生命问题的本质，检视万物运动背后存在的最根本推动力与特性，而这些运动的过程都能自由地变化。自然涵盖了万物，从无生命的（如河流）到有生命的物质（如动物、人类、社会团体）。早在科学出现之前，这些推动力便一直存在着，例如：渴望活得更久、渴望食物、温暖、力量、运动，以及能在周边区域自由地通行。我会探究为什么万物都是一种「推动力」、为什么这些推动力会自然而然地出现，又为什么会出现在我们之中，以及万物能够自由移动与变化。
本书要探讨的就是生命的推动力，这是一个生命问题（与其相反的就是死亡，而那是我们试着避免发生的问题）。不同于薛丁格，我会将这个问题明确地放在物理学——万物的科学——的范畴内。
2012年，我在《大自然的设计》（Design in Nature）一书中，提到关于大自然中的组织结构现象及其物理法则。该法则即是我在1996年提出的「建构定律」。根据建构定律，生命是一种可以自由演化的运动，无论是有生命还是无生命的领域。活着就是自由变化的流动结构和节奏，促使流动更容易。当运动停止时，生命也就停止了；当运动没有变化的自由，并且无法找到更大的通道时，生命便停止了。
生命问题
The Life Question
生命是什么？当然，这是一个大哉问。1944年，诺贝尔物理奖得主薛丁格（Erwin Schrodinger）在其知名着作《薛丁格生命物理学讲义：生命是什么？》（What is Life? with Mind and Matter and Autobiographical Sketches）中，英勇地尝试回答这个问题，出发点则是活细胞的基因学和生物学。「生命是什么」对哲学家和科学家来说，是个古老且令人困惑的问题。在数个月前，美国科学作家贾布尔（Ferris Jabr）在《纽约时报》（The New York Times）发表文章，表示科学没有办法回答这个基本问题。「生命是什么？科学无法告诉我们……科学家已经遭遇困难，也无法对生命提供一个精确且普遍可以接受的定义。」他补充道：「没有东西是真的活着的。」当然，我不同意他的论点。
在本书中，我试着探索生命问题的本质，检视万物运动背后存在的最根本推动力与特性，而这些运动的过程都能自由地变化。自然涵盖了万物，从无生命的（如河流）到有生命的物质（如动物、人类、社会团体）。早在科学出现之前，这些推动力便一直存在着，例如：渴望活得更久、渴望食物、温暖、力量、运动，以及能在周边区域自由地通行。我会探究为什么万物都是一种「推动力」、为什么这些推动力会自然而然地出现，又为什么会出现在我们之中，以及万物能够自由移动与变化。
本书要探讨的就是生命的推动力，这是一个生命问题（与其相反的就是死亡，而那是我们试着避免发生的问题）。不同于薛丁格，我会将这个问题明确地放在物理学——万物的科学——的范畴内。
2012年，我在《大自然的设计》（Design in Nature）一书中，提到关于大自然中的组织结构现象及其物理法则。该法则即是我在1996年提出的「建构定律」。根据建构定律，生命是一种可以自由演化的运动，无论是有生命还是无生命的领域。活着就是自由变化的流动结构和节奏，促使流动更容易。当运动停止时，生命也就停止了；当运动没有变化的自由，并且无法找到更大的通道时，生命便停止了。
用户评价
评分
这本书的名字「生命的物理学：从生命到经济消长，让物理学的建构定律解开演化的祕密」，真的像一颗投入平静湖面的巨石，激起了我心中无数的涟漪。我一直对“生命”这个概念充满敬畏，它既熟悉又陌生，充满了生命力，却又隐藏着无数的奥秘。而当“物理学”这个严谨、客观的学科名词与“生命”结合，我感觉像是两种截然不同的世界在碰撞，却又彼此吸引。特别是“建构定律”这个词，让我联想到宇宙万物都有其内在的秩序和规律，或许生命的形成、演化，乃至社会经济的潮起潮落，并非随机偶然，而是遵循着一套深刻的物理逻辑。我很好奇，作者是如何找到这些“定律”的？它们是像牛顿定律一样普适，还是针对生命和经济领域有特殊的“变种”？这本书会不会颠覆我们对“进化”的传统理解，让我们看到一个更加宏观、更加有条理的生命演化图景？我期待它能提供一种全新的视角，让我们重新审视生命自身的意义，以及我们在宇宙中的位置。
评分我被这本书的书名「生命的物理学：从生命到经济消长，让物理学的建构定律解开演化的祕密」深深吸引了。这个书名给我的感觉就像是在解构一个超级复杂的密码，而密码的关键就藏在那些看似冰冷、客观的物理学原理之中。我一直觉得，我们身体内部的每一个生化反应，每一个细胞的分裂与死亡，都应该是有其物理规律可循的。但“生命”本身，从最简单的单细胞生物到复杂的人类，再到人类社会形成的经济体系，其演化的脉络如此清晰又如此难以捉摸，究竟是什么在背后推动这一切？“建构定律”这个说法，尤其让我好奇，它指的是什么？是能量守恒、熵增定律这类通用的物理原理，还是作者自己提出的、适用于生命和经济领域的特定规律？如果物理学真的能解释生命的演化，甚至经济的消长，那将是对我们认知世界方式的一次巨大革命。我迫不及待想知道，作者是如何将物理学的严谨逻辑，应用到如此广泛而复杂的生命和人类社会现象中的，并从中找到那些隐藏在表象之下的“演化秘密”。
评分这本书的书名「生命的物理学：从生命到经济消长，让物理学的建构定律解开演化的祕密」，光看就让人脑洞大开！“生命”本身就是个充满未解之谜的议题，而“物理学”又是科学的基石，将这两者联系起来，并用“建构定律”来“解开演化的秘密”，这实在太有吸引力了！我一直觉得，无论是生物体的生长发育，还是物种的繁衍，抑或是人类社会的经济活动，都应该存在一些更深层次的、共通的规律。物理学以其严谨的逻辑和数学的精确性，常常能解释自然界最根本的现象，那么，它有没有可能也隐藏着解读生命和经济运行机制的钥匙呢？“建构定律”这个词，让我想到的是一些基础的物理原理，比如能量的转化与守恒，或者信息在系统中的传递与演化。这本书会不会提供一种全新的视角，让我们不再孤立地看待生命现象和经济波动，而是将它们视为一个相互关联、遵循某种共通物理法则的“动态系统”？我非常期待能从中获得一些颠覆性的认知。
评分《生命的物理学：从生命到经济消长，让物理学的建构定律解开演化的祕密》这个书名，简直就是一本“魔法书”的标题！我一直觉得，物理学是最基础、最根本的科学，它描述了宇宙最基本的运行规则。而生命，是这个宇宙中最神奇、最复杂的现象之一。把这两者结合起来，并声称能用“建构定律”来解释生命的“演化秘密”，甚至延伸到“经济消长”，这未免太有野心了吧？但我喜欢这种挑战！我想象着，是不是就像量子力学改变了我们对微观世界的认知，这本书也能用物理学的语言，为我们揭示生命从起源到繁衍，从个体到群落，再到人类社会经济活动，背后隐藏的、不为人知的“数学模型”或“物理规则”。这会不会让我们看到，生命和经济的涨跌，就像宇宙中的星辰运动一样，都有其内在的、可预测的规律？我非常好奇作者的论证过程，以及他提出的“建构定律”究竟是什么，它又如何能够解释如此跨越尺度和领域的现象。
评分哇，这本书光书名就够引人入胜的了！「生命的物理学」听起来就像是把我们最熟悉也最神秘的生命现象，用最严谨、最普适的物理学规律来解读，这实在太酷了！我一直觉得，我们身体里的每一个细胞在运作，身体在生长，甚至我们情绪的波动，都应该有其物理上的根源，只是我们一直没有找到那个“钥匙”。这本书似乎就要打开这个宝藏的大门，从最微观的粒子到宏观的生命演化，再到看似毫无关联的经济波动，都能用物理学的“建构定律”串联起来？这简直是打破学科界限的壮举！我特别好奇，到底是什么样的物理学定律，能够解释生命从无到有的诞生、个体生命的成长与衰老、甚至是物种的演化，更别说经济周期这种人类社会现象了。这本书会不会像达芬奇的笔记一样，充满着跨越时代的洞见？读完这本书，感觉自己看世界的视角都会被彻底刷新，或许还能在日常生活中发现许多被我们忽略的物理之美。光是想象一下，就觉得脑子里的“知识天线”都在疯狂颤动，迫不及待想知道作者是如何一步步构建起这个宏大而迷人的理论体系的。
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