具體描述
★美國Amazon4.4星 熱評推薦！
★《紐約時報》暢銷驚悚小說傢、《人皮拼圖》係列作者傑佛瑞．迪佛盛情推薦！
生命與演化，隻能用達爾文的演化論來定義？
世界頂尖的能源科學傢，顛覆既有的生物學思維，以大膽、創新的觀點揭開萬物演化的奧祕——
獲奬無數的麻省理工學院博士、杜剋大學教授亞德裏安．貝贊（Adrian Bejan）主張，
這世界的萬事萬物莫不遵從「建構定律」（Constructal law），
無論有生命或無生命，例如河流、風、動物、人類和機器等萬物都在「演化」——改善機製，提高物質流動的效率。
他認為，物理能夠解釋一切演化現象，包括人類文明、經濟活動、體育競賽甚至政治選舉。
從物理學齣發，貝贊教授以建構定律的角度，引領你重新觀看這個世界——
．生命是什麼？生、死與演化為什麼會發生？
．不必擔心世界會失控。為什麼？S-麯綫能提供解答。
．如何改善能源的供給與經濟？
．人類文明如何高效演化？
物理意謂自然法則，「自然」即是萬事萬物，包括生命。
《生命的物理學》藉由生物與非生物的演化，探索一個終極問題：
如何善用能源、文化、經濟，以及周遭事物的資源而讓生命永續生存？
現在很清楚瞭，答案就是物理學！
本書特色
1.以突破性的觀點揭開萬物演化的奧祕
2.顛覆達爾文的演化論，從物理學的角度闡述萬物演化！
3.關於演化，讓你更富有想像力。
國際推薦
「作者獨特的物理學觀點，提供我們一種革命性的新方法，去看待、瞭解我們周遭的世界，無論是自然界、人體、政治或文化機構。本書寫作熟練靈巧，不管是專傢或外行人都能深受吸引，是必讀之書。再不會有其他書能讓你以同樣的觀點看待生死或介於其中的事瞭。假如你喜歡賈德．戴濛（Jared Diamond）的生物學相關著作，或史蒂芬．霍金（Stephen Hawking）的宇宙學，你會愛上這本書。」——《紐約時報》暢銷書作傢 傑佛瑞．迪佛（Jeffery Deaver）
「迷人且有詩意⋯⋯獨特且吸引人，這本書會讓你有餘音繞樑的感覺，占據你的意識，並促使你以嶄新的視野看待這個世界。」——《科剋斯評論》
「在這部看似古怪，間或看得齣巧思的作品，作者貝贊深入探討，進化並非生物學現象，而是物理現象。」——《齣版人週刊》
「藉由本書所帶來的確定性，我們會在眾聲喧嘩的陰鬱中，找到充滿希望的訊息：未來將是有建設性的、具開放性的，且富含承諾。本書超越達爾文的《物種起源》（The Origin of Species），且足以與《數學原理》（Principia Mathematica）相比擬。」——《Remaking the City Street Grid – a new model for urban and suburban development》作者 Fanis Grammenos
「凡是對於財富、幸福、自由、體育、政治、城市、市場、物理學、生物學，或是對生命本身有興趣的人，都會發現這是一本啓發人心的好書。隨手翻閱書中的任何一頁，都能發現某個重要知識領域的迷人見解，讓你過得更好。」——暢銷書《投機客養成教育》作者 維特．倪德厚夫（Victor Niederhoffer）
★《紐約時報》暢銷驚悚小說傢、《人皮拼圖》係列作者傑佛瑞．迪佛盛情推薦！
生命與演化，隻能用達爾文的演化論來定義？
世界頂尖的能源科學傢，顛覆既有的生物學思維，以大膽、創新的觀點揭開萬物演化的奧祕——
獲奬無數的麻省理工學院博士、杜剋大學教授亞德裏安．貝贊（Adrian Bejan）主張，
這世界的萬事萬物莫不遵從「建構定律」（Constructal law），
無論有生命或無生命，例如河流、風、動物、人類和機器等萬物都在「演化」——改善機製，提高物質流動的效率。
他認為，物理能夠解釋一切演化現象，包括人類文明、經濟活動、體育競賽甚至政治選舉。
從物理學齣發，貝贊教授以建構定律的角度，引領你重新觀看這個世界——
．生命是什麼？生、死與演化為什麼會發生？
．不必擔心世界會失控。為什麼？S-麯綫能提供解答。
．如何改善能源的供給與經濟？
．人類文明如何高效演化？
物理意謂自然法則，「自然」即是萬事萬物，包括生命。
《生命的物理學》藉由生物與非生物的演化，探索一個終極問題：
如何善用能源、文化、經濟，以及周遭事物的資源而讓生命永續生存？
現在很清楚瞭，答案就是物理學！
本書特色
1.以突破性的觀點揭開萬物演化的奧祕
2.顛覆達爾文的演化論，從物理學的角度闡述萬物演化！
3.關於演化，讓你更富有想像力。
國際推薦
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「迷人且有詩意⋯⋯獨特且吸引人，這本書會讓你有餘音繞樑的感覺，占據你的意識，並促使你以嶄新的視野看待這個世界。」——《科剋斯評論》
「在這部看似古怪，間或看得齣巧思的作品，作者貝贊深入探討，進化並非生物學現象，而是物理現象。」——《齣版人週刊》
「藉由本書所帶來的確定性，我們會在眾聲喧嘩的陰鬱中，找到充滿希望的訊息：未來將是有建設性的、具開放性的，且富含承諾。本書超越達爾文的《物種起源》（The Origin of Species），且足以與《數學原理》（Principia Mathematica）相比擬。」——《Remaking the City Street Grid – a new model for urban and suburban development》作者 Fanis Grammenos
「凡是對於財富、幸福、自由、體育、政治、城市、市場、物理學、生物學，或是對生命本身有興趣的人，都會發現這是一本啓發人心的好書。隨手翻閱書中的任何一頁，都能發現某個重要知識領域的迷人見解，讓你過得更好。」——暢銷書《投機客養成教育》作者 維特．倪德厚夫（Victor Niederhoffer）
物理學的透鏡：解析生命與宇宙的動態法則 【圖書簡介】 這是一部跨越生命科學、復雜係統理論與物理學前沿的宏大敘事，旨在揭示支配宇宙萬物——從最微小的粒子運動到宏觀的生態係統演化——的底層邏輯。本書摒棄瞭學科間的傳統壁壘，以物理學的精確性與普適性為框架，審視自然界中湧現的復雜性、組織性與動態變化。 我們生活在一個由看不見的法則驅動的世界。這些法則，如能量守恒、熵增定律、以及熱力學第二定律所揭示的驅動力，不僅解釋瞭恒星的燃燒和物質的聚集，同樣也深刻地塑造著生命體的誕生、繁衍乃至其最終的消亡。本書將目光投嚮那些跨越尺度的共同模式：在看似無序的隨機波動中，如何湧現齣高度有序的結構？在持續的能量流動中，係統如何自我組織以抵抗局部的熵增？ 本書的核心在於探索耗散結構理論及其在生物學中的應用。我們不再將生命視為一個孤立的、受外部能量驅動的機械裝置，而是將其視為一個開放的、處於非平衡態的係統。在能量梯度和物質交換的驅動下，生命體通過不斷地耗散能量，維持著內部的低熵狀態。這種“在秩序中製造混亂”的悖論，正是生命得以持續存在的基礎。我們將深入剖析，生命體如何巧妙地利用熱力學原理，通過高效的能量轉換和信息處理，實現從簡單的化學反應到復雜的新陳代謝網絡的躍遷。 在對生命現象的解析中，本書著重探討瞭湧現現象的物理機製。一個蛋白質如何摺疊成具有特定功能的形狀？一個細胞如何通過膜電位和離子流實現信號的快速傳遞？這些復雜的功能，並非簡單的組分相加，而是大量分子之間非綫性相互作用的結果。通過藉鑒統計物理學中的相變理論，我們可以更清晰地理解細胞內部組分在特定環境刺激下，如何實現從無序到有序的質變。例如，分子馬達的工作機製，其效率和步進性，可以從離散的隨機過程和熱浴噪聲的相互作用中得到有力的物理學解釋。 此外，本書將復雜性理論與信息物理學結閤，探討信息在係統中的存儲、傳輸與演化角色。信息，在物理學語境下，與熵緊密相關。描述一個係統的有序程度，本質上就是量化其信息含量。生命係統通過基因編碼、蛋白質交互網絡和神經元放列，持續地處理和降低不確定性（即信息）。我們將探討，這種信息處理能力的提升，如何成為生物演化過程中的主要驅動力之一。從生物化學反應的速率限製到宏觀種群的動態平衡，信息流動的效率直接決定瞭係統對環境變化的適應能力。 本書的視野並未止步於生物學的微觀層麵。我們進一步考察瞭群體動力學與非綫性動力學在生態係統中的體現。一個捕食者-獵物種群的周期性波動，一個森林火災的傳播模式，乃至流行病的擴散軌跡，都展現齣典型的非綫性特徵。這些係統往往錶現齣對初始條件的敏感性（蝴蝶效應），以及在特定參數下可能齣現的混沌行為。通過引入諸如洛特卡-沃爾泰拉模型等經典非綫性方程，我們能夠以物理學的建模方法，精確地描繪和預測這些復雜的群落間的相互作用模式，揭示看似隨機的生態變化背後隱藏的確定性規律。 最後，本書探討瞭時間之箭與演化方嚮的物理學基礎。為什麼時間總是在一個方嚮上流逝？為什麼宇宙的演化總是在宏觀上趨嚮於更大的無序（熵增）？而生命係統卻能實現局部的、暫時的“時間逆轉”？我們將從統計力學的角度，審視大數定律在生命尺度下的修正，並討論“最大熵産生原理”——即開放係統傾嚮於以最快的速度耗散能量梯度、加速整體熵增——如何成為瞭生物組織得以在宇宙中高效存在的根本驅動力。 通過整閤統計力學、信息論和復雜性科學的工具箱，本書提供瞭一種統一的視角，來理解生命現象的物理基礎。它並非試圖用簡單的公式來完全還原生命的所有奧秘，而是倡導一種跨學科的研究範式，即認識到生命作為一種高度有序的耗散結構，是宇宙基本物理定律在非平衡態條件下，必然湧現的一種極緻錶現。閱讀本書，將為探究生命起源、理解生態係統的穩定與崩潰，以及構想未來智能係統的設計，提供一套堅實而深刻的物理學思維框架。
著者信息
作者簡介
亞德裏安•貝贊（Adrian Bejan）
麻省理工學院博士、加州大學柏剋萊分校研究員、杜剋大學機械工程學係講座教授，是世上最傑齣的能源科學傢之一。同時身兼葡萄牙的埃伍拉大學（University of Evora）、南非的比勒陀利亞大學（University of Pretoria）以及香港理工大學教授。
2001年，在全球機械工程領域中，他名列前一百位文章引用次數最多的作傢；在熱力學領域，他獲得瞭國際最高榮譽，也是歐洲科學院院士及美國機械工程師協會的榮譽成員。他曾在十一個國傢的大學榮獲十八個榮譽博士學位，著有三十本作品和六百多篇國際審議期刊文章。
譯者簡介
王誌宏 Chih-Hung Wang
英國蘭開斯特物理係博士，德國愛因斯坦機構訪問學者。
主要研究為廣義相對論、宇宙論、重力輻射以及黑洞理論。
現職為時空研究學苑執行長，以及時空研究書苑（齣版社）專任講師。
吳育慧 Yu-Huei Wu
英國南安普敦大學數學博士（2007），英國劍橋大學應用數學與理論物理碩士，沃夫森學院（2002）。
經曆：
中央大學數學與理論物理中心博士後，北科大助理教授，中央大學天文所博士後，中研院博士後，英國南安普敦大學先修班講師，英國南安普敦大學數學係講師，德國愛因斯坦機構訪問學人，北京晨興數學中心訪問學人 ， 德國科隆大學理論物理機構訪問學人。
主要研究為黑洞理論、重力波、重力輻射、應用數學與理論物理。
目前為時空研究書苑（齣版社） 負責人，時空研究學苑齣版品課程企劃總編輯。
亞德裏安•貝贊（Adrian Bejan）
麻省理工學院博士、加州大學柏剋萊分校研究員、杜剋大學機械工程學係講座教授，是世上最傑齣的能源科學傢之一。同時身兼葡萄牙的埃伍拉大學（University of Evora）、南非的比勒陀利亞大學（University of Pretoria）以及香港理工大學教授。
2001年，在全球機械工程領域中，他名列前一百位文章引用次數最多的作傢；在熱力學領域，他獲得瞭國際最高榮譽，也是歐洲科學院院士及美國機械工程師協會的榮譽成員。他曾在十一個國傢的大學榮獲十八個榮譽博士學位，著有三十本作品和六百多篇國際審議期刊文章。
譯者簡介
王誌宏 Chih-Hung Wang
英國蘭開斯特物理係博士，德國愛因斯坦機構訪問學者。
主要研究為廣義相對論、宇宙論、重力輻射以及黑洞理論。
現職為時空研究學苑執行長，以及時空研究書苑（齣版社）專任講師。
吳育慧 Yu-Huei Wu
英國南安普敦大學數學博士（2007），英國劍橋大學應用數學與理論物理碩士，沃夫森學院（2002）。
經曆：
中央大學數學與理論物理中心博士後，北科大助理教授，中央大學天文所博士後，中研院博士後，英國南安普敦大學先修班講師，英國南安普敦大學數學係講師，德國愛因斯坦機構訪問學人，北京晨興數學中心訪問學人 ， 德國科隆大學理論物理機構訪問學人。
主要研究為黑洞理論、重力波、重力輻射、應用數學與理論物理。
目前為時空研究書苑（齣版社） 負責人，時空研究學苑齣版品課程企劃總編輯。
圖書目錄
譯者序
前言
1. 生命問題
2. 世界的渴望
3. 財富是有目的的流動
4. 科技的演化
5. 體育競技的演化
6. 城市的演化
7. 成長
8. 政治、科學與設計的改變
9. 時間箭頭
10. 死亡問題
11. 生命與演化的物理
緻謝
前言
1. 生命問題
2. 世界的渴望
3. 財富是有目的的流動
4. 科技的演化
5. 體育競技的演化
6. 城市的演化
7. 成長
8. 政治、科學與設計的改變
9. 時間箭頭
10. 死亡問題
11. 生命與演化的物理
緻謝
圖書序言
前言
生存或是死亡，這甚至不是重點所在。生命是自然界俯拾可見的現象，廣義來說，能自由改變的運動都可視為生命。每一個移動、流動或是衝撞都展現瞭一種傾嚮，就是讓「運動」更容易，並藉由改變運動的結構、路徑及節奏，使其得以持續。無論是有生命或無生命的領域，這樣的演進過程與運動的終結（死亡）都是自然的。
問題在於從物理學的角度來看，生命是什麼？為什麼生命、死亡及演化會發生？
我會在《生命的物理學》這本書中迴答這個問題。事實上，如果我不知道答案，那甚至無法清楚地錶達「生命是什麼」這問題。簡單來說，每一個發生的事件、每一個地方以及每一時刻都隸屬於大自然（以希臘文而言，就是物理）。透過人類平凡而渺小的視野，每一事物都遵循著物理定律。而這所說的物理定律，多半在中學時代已經學過，即便是不同世代的人也都能理解。
在大自然中，原本靜止的東西是不會運動的，除非它們被推動或被拉動。無數個來自於自然界的「引擎係統」生成運動的能量，而這些引擎所需的燃料是以多種不同的形式存在，例如食物之於動物、汽油之於汽車、太陽能之於大氣與海洋環流，乃至於地錶上所有水的流動等等。一旦運動開始之後，動力就會遭到破壞——能量會因「煞車係統」而逸散，進入並影響原先企圖阻止運動的周遭環境。引擎係統和煞車係統是兩種如地球一般古老的自然現象。
生存與演化的現象其實是藉由動力的産生與耗散，以推進地球上的一切運動，無論是有生命的或無生命的，諸如河流、風、動物、人類和機器等等。這截然不同的觀點立基於最根本的物理學，稱為「建構定律」。
若要用物理的角度來探究生命問題，便需在達爾文以降的主流描述方式之中摻入一點物理風味。單單用描述的方式是無法抓住物理的精髓。讓我們來看看為什麼需要將物理學納入討論：某些東西在一個區域內移動並擴散（例如動物、瘟疫、河流、礦物開採或是新聞），它們的擴散過程會符閤著名的S-麯綫現象（S-curve phenomenon）：一開始，增長得很慢，然後變快，最後又趨於緩慢。一些已存在的範例說明瞭S-麯綫現象是來自於競爭、生存與資源的競爭、繁殖率、地域性和機率等等。但這是根據物理學的哪個定律呢？生存與資源的競爭、繁殖率和三角洲流域附近的支流分布、雪片的結晶體積，或是一篇科學期刊的引用次數之間到底有什麼關係？
從物理的角度切入，生命與演化的現象乍看之下確實令人不解。對於地球生命的未來，與其認為最後會消亡，物理學的建構定律提供瞭一個相對樂觀的看法，這也是我為何要寫下這本書的理由。讓我來舉些例子。
這個世界的能量和水是不會用完的。撒哈拉沙漠擁有充足的太陽能，而剛果則有充沛的降雨。為瞭可以持續運動（或者說，達到永續生存），這個世界需要的是將有用的能量和可飲用的水，順利導入人類的居住地。這意味著在缺乏電力的地方需要各式各樣的電廠，而乾旱的土地需要不含鹽分的水。
沒有群體會願意減少燃料的消耗，因為沒人喜歡貧窮多於富裕，或是喜歡死亡勝於存活。爭辯該降低對環境的衝擊，等同於爭辯該減緩運動，也就是削減生命本身。
燃料一嚮以特定的階層架構而消耗，而這種階層結構在運動中處處可見，從三角洲流域到全球空中運輸，都是少數大的（河道或飛機）帶動多數小的一起流動。
在地球上，任何事物的運動形式的演進，包括人類的，都會自然地趨嚮階級分層的結構。這個世界擁有精緻的結構，其上堆疊著各種階層結構的「流域」，少數的大渠道伴隨著許多的小渠道，互相依賴、彼此協助，讓流動更有效率並維持流動的能量。
同時具備快、慢的流動方式會優於隻有快或慢的單一方式。流速快的是數量少的大渠道，流速慢的則是數量多的小渠道，如此便可有效率地讓水流遍布整個區域。我們可以發現這種階層結構自然地齣現在各處，從都市裏的交通運輸到肺部的氧氣傳送，以及大腦中快慢不同的反應。
這個世界並未失控，為什麼？因為在一個有限範圍內，每個正在擴展的流動現象注定會遵守S麯綫的過程。初期，流動的擴展速度較慢，到瞭成長時期，擴展的速度會變快，但最後成熟期的擴展速度又會下降。在任何流動的擴展過程中，不會齣現「指數」型或「爆炸」型的增長。
這世界不會變得越來越復雜，而後陷入失控。復雜度是穩定且可預測的，例如人類肺髒的二十三支氣管分支。當然，越大的肺髒或越大的流域也會顯得越復雜，因為它們的階層建構在較大的空間內。紐約市的交通運輸比英國杜倫市的交通復雜得多，但是這些復雜的運作並未失控；如果真的失控瞭，其中的任何一種流動，無論大小都會終結。
物體的尺寸大小關乎速度、更長久的生命及效率，這在許多事物的運動中都能見到：動物、飛機、河流、大氣噴流、滾動的石頭和漩渦，我們在各種科技與運動競技中都目睹瞭這樣的演化過程。舉例來說，商用飛機已經演變成外型看起來像一隻鳥：越重的飛機擁有越大的引擎、負載越多的燃料，機翼和機身等長。越大的飛行物體會負載越多的燃料、擁有越長的機身，以及越久的飛行時間。
在運動競技中，現今的百米賽跑是由身材較高的跑者所主宰，因為邁得更大的步伐讓他們能早些抵達終點。尤賽恩・波特（Usain Bolt）和河馬有著相似的衝刺速度，是因為他們的身材高度相近。
但尺寸大小並非決定演化走嚮的唯一條件。在短跑競賽中，除瞭步伐大小，能夠快速邁步也是另一項優勢。而在長跑競賽中，相反的演化趨勢（趨嚮尺寸較小的跑者）纔是邁嚮勝利之道。從物理學的觀點來看，這些相互矛盾的演化走嚮都是可預測的。
城市則是自然而非隨機地持續發展，而且其特徵（時間、地點和大小）也是可以被物理定律預測的：大街與小巷、高速公路或環狀道路。城市的建設就像人類那些不知不覺開展的設計：火、動力、言語、寫作、科學、法律、錢財、溝通交流與永續性，它們皆便利瞭人類的生活。
好主意可以廣泛傳播，而且會持續地傳播下去。所以，這些持續演變、流動的設計就意味著「好」。因此想要丈量一個主意有多好，隻要觀察其具體實踐時，經由當時該地流動設計的演化與改善，能夠增加多少人為的移動。
就物理學的觀點而言，知識包含瞭想法和行動；優良設計的試金石就是實踐，到最後，好用的纔會留下來。這就是為什麼好的改變會自然而然地擴展開來，這是演化的本質，也是演化從不停止的理由。
生命和演化都屬於物理學的範疇。與過往的生物學相比，我們應該用更寬廣的視野，看待並理解這些地錶上的重要現象。例如牛頓力學的第二運動定律和熱力學定律，它們能解釋所有可以想見的狀況，生命與演化也是一樣。
我很確定你已瞭解生命與演化的物理觀點，但也許是以不同的名詞呈現：比如自我組織（self-organization）、自我優化（self-optimization）、天擇、自我潤滑（self-lubrication）、湧現（emergence）等等。我甚至確定你沒有意識到，自己所知道的概念是普遍成立的（普適性）。以物理的觀點來看，這類自我的、天然的、湧現的進程，都明白地指嚮同一個現象，總結為建構定律。
而我鼓勵你們，說齣及寫下你們心中的想像，來完成這本書中所描繪的景象。
用物理學解釋生命演化，顛覆你的思維
王誌宏，時空研究學苑執行長、譯者
第一次看到《生命的物理學》這本書，立刻受到封麵的副標題「萬物的演化」（the evolution of everything）這幾個字所吸引。由於物理學傢在探索宇宙的基本理論時，有一部分的動機就是希望找到能夠描述所有自然現象演化的理論，當然這些自然現象的演化也包含瞭生命的演化。但生命是如此的復雜，人類對於生命的起源與意識的基本定義仍充滿著未知，所以要從基本的物理定律去解釋生命的本質與演化，這當中似乎還有一段很長的路要走。但本書作者卻嘗試用物理學去解釋生命的演化現象，使我産生瞭極大的好奇心。
在閱讀過程中，我理解到作者對於生命的定義，和一般大眾所理解的生命定義是完全不同的。一般我們所認知的生命係統，通常是指含有細胞、基因等可以自行復製的生命物質，而無生命的係統則是包含各種礦物、海水等無生命的物質。然而在本書中，作者對於生命係統的定義，提供瞭完全不同的觀點。他認為，一個持續流動並且能夠自由變化的係統，就是一種具有生命的係統，所以探討生命的演化就是在探討一套流動係統的演進過程。從這個觀點齣發，不論是地殼的演化或河流流域的演化，皆屬於生命演化的範疇。
在本書一開始，作者便對於所有流動係統的演化過程，提齣一套基本定律，稱為「建構定律」。接著，作者開始進一步探討一些流動係統的演化，像是科技的演化、體育運動的演化、城市的演化、政治與經濟的演化等，並且闡述瞭這些係統的演化過程與建構定律之間的關係。他更進一步嘗試用建構定律去預測流動係統未來的演化行為。根據作者在書中的探討，你會發現，在不同領域的流動係統中，其演化過程似乎都存在著某些相同的特性，而且這些特性都是屬於物理學的範疇。
本書作者亞德裏安．貝贊（Adrian Bejan）是美國杜剋大學（Duke University）機械係教授，他的研究主要在應用物理與熱力學。本書可以發現，他所提齣的建構定律和熱力學第二定律中，闡述瞭「熵的增加」之間存有某種關係。在一個物理係統的演化過程中，熵的增加所代錶的是係統演化的時間方嚮，但時間的方嚮要如何在建構定律中闡明齣來，本書的第九章提供瞭有趣的探討。
對我而言，很大一部分的閱讀動機，是希望能夠從書中獲得一些有趣的想法與觀點，並且從閱讀中拓展自己的視野。在翻譯本書過程中，我看到瞭作者探索生命演化的議題過程中所提齣的新思維與觀點，這讓我重新思考瞭有生命和無生命係統之間，可能存在的相似性，也讓我理解到科技的演化、城市的演化與政治經濟的演化之間，存在著某些共通性。
推動生命的演化是一種渴望，一種想要讓流動持續下去的渴望，而演化的過程中所存在的自由度，讓這些流動的係統可以更容易地流動下去，這樣的演化結構就是作者的建構定律所要錶達的。我相信在本書中，作者利用科學的分析方法，建立瞭許多有趣的關聯性，將可以提供給你不少新的觀點與視野。
生存或是死亡，這甚至不是重點所在。生命是自然界俯拾可見的現象，廣義來說，能自由改變的運動都可視為生命。每一個移動、流動或是衝撞都展現瞭一種傾嚮，就是讓「運動」更容易，並藉由改變運動的結構、路徑及節奏，使其得以持續。無論是有生命或無生命的領域，這樣的演進過程與運動的終結（死亡）都是自然的。
問題在於從物理學的角度來看，生命是什麼？為什麼生命、死亡及演化會發生？
我會在《生命的物理學》這本書中迴答這個問題。事實上，如果我不知道答案，那甚至無法清楚地錶達「生命是什麼」這問題。簡單來說，每一個發生的事件、每一個地方以及每一時刻都隸屬於大自然（以希臘文而言，就是物理）。透過人類平凡而渺小的視野，每一事物都遵循著物理定律。而這所說的物理定律，多半在中學時代已經學過，即便是不同世代的人也都能理解。
在大自然中，原本靜止的東西是不會運動的，除非它們被推動或被拉動。無數個來自於自然界的「引擎係統」生成運動的能量，而這些引擎所需的燃料是以多種不同的形式存在，例如食物之於動物、汽油之於汽車、太陽能之於大氣與海洋環流，乃至於地錶上所有水的流動等等。一旦運動開始之後，動力就會遭到破壞——能量會因「煞車係統」而逸散，進入並影響原先企圖阻止運動的周遭環境。引擎係統和煞車係統是兩種如地球一般古老的自然現象。
生存與演化的現象其實是藉由動力的産生與耗散，以推進地球上的一切運動，無論是有生命的或無生命的，諸如河流、風、動物、人類和機器等等。這截然不同的觀點立基於最根本的物理學，稱為「建構定律」。
若要用物理的角度來探究生命問題，便需在達爾文以降的主流描述方式之中摻入一點物理風味。單單用描述的方式是無法抓住物理的精髓。讓我們來看看為什麼需要將物理學納入討論：某些東西在一個區域內移動並擴散（例如動物、瘟疫、河流、礦物開採或是新聞），它們的擴散過程會符閤著名的S-麯綫現象（S-curve phenomenon）：一開始，增長得很慢，然後變快，最後又趨於緩慢。一些已存在的範例說明瞭S-麯綫現象是來自於競爭、生存與資源的競爭、繁殖率、地域性和機率等等。但這是根據物理學的哪個定律呢？生存與資源的競爭、繁殖率和三角洲流域附近的支流分布、雪片的結晶體積，或是一篇科學期刊的引用次數之間到底有什麼關係？
從物理的角度切入，生命與演化的現象乍看之下確實令人不解。對於地球生命的未來，與其認為最後會消亡，物理學的建構定律提供瞭一個相對樂觀的看法，這也是我為何要寫下這本書的理由。讓我來舉些例子。
這個世界的能量和水是不會用完的。撒哈拉沙漠擁有充足的太陽能，而剛果則有充沛的降雨。為瞭可以持續運動（或者說，達到永續生存），這個世界需要的是將有用的能量和可飲用的水，順利導入人類的居住地。這意味著在缺乏電力的地方需要各式各樣的電廠，而乾旱的土地需要不含鹽分的水。
沒有群體會願意減少燃料的消耗，因為沒人喜歡貧窮多於富裕，或是喜歡死亡勝於存活。爭辯該降低對環境的衝擊，等同於爭辯該減緩運動，也就是削減生命本身。
燃料一嚮以特定的階層架構而消耗，而這種階層結構在運動中處處可見，從三角洲流域到全球空中運輸，都是少數大的（河道或飛機）帶動多數小的一起流動。
在地球上，任何事物的運動形式的演進，包括人類的，都會自然地趨嚮階級分層的結構。這個世界擁有精緻的結構，其上堆疊著各種階層結構的「流域」，少數的大渠道伴隨著許多的小渠道，互相依賴、彼此協助，讓流動更有效率並維持流動的能量。
同時具備快、慢的流動方式會優於隻有快或慢的單一方式。流速快的是數量少的大渠道，流速慢的則是數量多的小渠道，如此便可有效率地讓水流遍布整個區域。我們可以發現這種階層結構自然地齣現在各處，從都市裏的交通運輸到肺部的氧氣傳送，以及大腦中快慢不同的反應。
這個世界並未失控，為什麼？因為在一個有限範圍內，每個正在擴展的流動現象注定會遵守S麯綫的過程。初期，流動的擴展速度較慢，到瞭成長時期，擴展的速度會變快，但最後成熟期的擴展速度又會下降。在任何流動的擴展過程中，不會齣現「指數」型或「爆炸」型的增長。
這世界不會變得越來越復雜，而後陷入失控。復雜度是穩定且可預測的，例如人類肺髒的二十三支氣管分支。當然，越大的肺髒或越大的流域也會顯得越復雜，因為它們的階層建構在較大的空間內。紐約市的交通運輸比英國杜倫市的交通復雜得多，但是這些復雜的運作並未失控；如果真的失控瞭，其中的任何一種流動，無論大小都會終結。
物體的尺寸大小關乎速度、更長久的生命及效率，這在許多事物的運動中都能見到：動物、飛機、河流、大氣噴流、滾動的石頭和漩渦，我們在各種科技與運動競技中都目睹瞭這樣的演化過程。舉例來說，商用飛機已經演變成外型看起來像一隻鳥：越重的飛機擁有越大的引擎、負載越多的燃料，機翼和機身等長。越大的飛行物體會負載越多的燃料、擁有越長的機身，以及越久的飛行時間。
在運動競技中，現今的百米賽跑是由身材較高的跑者所主宰，因為邁得更大的步伐讓他們能早些抵達終點。尤賽恩・波特（Usain Bolt）和河馬有著相似的衝刺速度，是因為他們的身材高度相近。
但尺寸大小並非決定演化走嚮的唯一條件。在短跑競賽中，除瞭步伐大小，能夠快速邁步也是另一項優勢。而在長跑競賽中，相反的演化趨勢（趨嚮尺寸較小的跑者）纔是邁嚮勝利之道。從物理學的觀點來看，這些相互矛盾的演化走嚮都是可預測的。
城市則是自然而非隨機地持續發展，而且其特徵（時間、地點和大小）也是可以被物理定律預測的：大街與小巷、高速公路或環狀道路。城市的建設就像人類那些不知不覺開展的設計：火、動力、言語、寫作、科學、法律、錢財、溝通交流與永續性，它們皆便利瞭人類的生活。
好主意可以廣泛傳播，而且會持續地傳播下去。所以，這些持續演變、流動的設計就意味著「好」。因此想要丈量一個主意有多好，隻要觀察其具體實踐時，經由當時該地流動設計的演化與改善，能夠增加多少人為的移動。
就物理學的觀點而言，知識包含瞭想法和行動；優良設計的試金石就是實踐，到最後，好用的纔會留下來。這就是為什麼好的改變會自然而然地擴展開來，這是演化的本質，也是演化從不停止的理由。
生命和演化都屬於物理學的範疇。與過往的生物學相比，我們應該用更寬廣的視野，看待並理解這些地錶上的重要現象。例如牛頓力學的第二運動定律和熱力學定律，它們能解釋所有可以想見的狀況，生命與演化也是一樣。
我很確定你已瞭解生命與演化的物理觀點，但也許是以不同的名詞呈現：比如自我組織（self-organization）、自我優化（self-optimization）、天擇、自我潤滑（self-lubrication）、湧現（emergence）等等。我甚至確定你沒有意識到，自己所知道的概念是普遍成立的（普適性）。以物理的觀點來看，這類自我的、天然的、湧現的進程，都明白地指嚮同一個現象，總結為建構定律。
而我鼓勵你們，說齣及寫下你們心中的想像，來完成這本書中所描繪的景象。
亞德裏安・貝贊（Adrian Bejan） 2016.03
用物理學解釋生命演化，顛覆你的思維
王誌宏，時空研究學苑執行長、譯者
第一次看到《生命的物理學》這本書，立刻受到封麵的副標題「萬物的演化」（the evolution of everything）這幾個字所吸引。由於物理學傢在探索宇宙的基本理論時，有一部分的動機就是希望找到能夠描述所有自然現象演化的理論，當然這些自然現象的演化也包含瞭生命的演化。但生命是如此的復雜，人類對於生命的起源與意識的基本定義仍充滿著未知，所以要從基本的物理定律去解釋生命的本質與演化，這當中似乎還有一段很長的路要走。但本書作者卻嘗試用物理學去解釋生命的演化現象，使我産生瞭極大的好奇心。
在閱讀過程中，我理解到作者對於生命的定義，和一般大眾所理解的生命定義是完全不同的。一般我們所認知的生命係統，通常是指含有細胞、基因等可以自行復製的生命物質，而無生命的係統則是包含各種礦物、海水等無生命的物質。然而在本書中，作者對於生命係統的定義，提供瞭完全不同的觀點。他認為，一個持續流動並且能夠自由變化的係統，就是一種具有生命的係統，所以探討生命的演化就是在探討一套流動係統的演進過程。從這個觀點齣發，不論是地殼的演化或河流流域的演化，皆屬於生命演化的範疇。
在本書一開始，作者便對於所有流動係統的演化過程，提齣一套基本定律，稱為「建構定律」。接著，作者開始進一步探討一些流動係統的演化，像是科技的演化、體育運動的演化、城市的演化、政治與經濟的演化等，並且闡述瞭這些係統的演化過程與建構定律之間的關係。他更進一步嘗試用建構定律去預測流動係統未來的演化行為。根據作者在書中的探討，你會發現，在不同領域的流動係統中，其演化過程似乎都存在著某些相同的特性，而且這些特性都是屬於物理學的範疇。
本書作者亞德裏安．貝贊（Adrian Bejan）是美國杜剋大學（Duke University）機械係教授，他的研究主要在應用物理與熱力學。本書可以發現，他所提齣的建構定律和熱力學第二定律中，闡述瞭「熵的增加」之間存有某種關係。在一個物理係統的演化過程中，熵的增加所代錶的是係統演化的時間方嚮，但時間的方嚮要如何在建構定律中闡明齣來，本書的第九章提供瞭有趣的探討。
對我而言，很大一部分的閱讀動機，是希望能夠從書中獲得一些有趣的想法與觀點，並且從閱讀中拓展自己的視野。在翻譯本書過程中，我看到瞭作者探索生命演化的議題過程中所提齣的新思維與觀點，這讓我重新思考瞭有生命和無生命係統之間，可能存在的相似性，也讓我理解到科技的演化、城市的演化與政治經濟的演化之間，存在著某些共通性。
推動生命的演化是一種渴望，一種想要讓流動持續下去的渴望，而演化的過程中所存在的自由度，讓這些流動的係統可以更容易地流動下去，這樣的演化結構就是作者的建構定律所要錶達的。我相信在本書中，作者利用科學的分析方法，建立瞭許多有趣的關聯性，將可以提供給你不少新的觀點與視野。
圖書試讀
【第一章】
生命問題
The Life Question
生命是什麼？當然，這是一個大哉問。1944年，諾貝爾物理奬得主薛丁格（Erwin Schrodinger）在其知名著作《薛丁格生命物理學講義：生命是什麼？》（What is Life? with Mind and Matter and Autobiographical Sketches）中，英勇地嘗試迴答這個問題，齣發點則是活細胞的基因學和生物學。「生命是什麼」對哲學傢和科學傢來說，是個古老且令人睏惑的問題。在數個月前，美國科學作傢賈布爾（Ferris Jabr）在《紐約時報》（The New York Times）發錶文章，錶示科學沒有辦法迴答這個基本問題。「生命是什麼？科學無法告訴我們……科學傢已經遭遇睏難，也無法對生命提供一個精確且普遍可以接受的定義。」他補充道：「沒有東西是真的活著的。」當然，我不同意他的論點。
在本書中，我試著探索生命問題的本質，檢視萬物運動背後存在的最根本推動力與特性，而這些運動的過程都能自由地變化。自然涵蓋瞭萬物，從無生命的（如河流）到有生命的物質（如動物、人類、社會團體）。早在科學齣現之前，這些推動力便一直存在著，例如：渴望活得更久、渴望食物、溫暖、力量、運動，以及能在周邊區域自由地通行。我會探究為什麼萬物都是一種「推動力」、為什麼這些推動力會自然而然地齣現，又為什麼會齣現在我們之中，以及萬物能夠自由移動與變化。
本書要探討的就是生命的推動力，這是一個生命問題（與其相反的就是死亡，而那是我們試著避免發生的問題）。不同於薛丁格，我會將這個問題明確地放在物理學——萬物的科學——的範疇內。
2012年，我在《大自然的設計》（Design in Nature）一書中，提到關於大自然中的組織結構現象及其物理法則。該法則即是我在1996年提齣的「建構定律」。根據建構定律，生命是一種可以自由演化的運動，無論是有生命還是無生命的領域。活著就是自由變化的流動結構和節奏，促使流動更容易。當運動停止時，生命也就停止瞭；當運動沒有變化的自由，並且無法找到更大的通道時，生命便停止瞭。
生命問題
The Life Question
生命是什麼？當然，這是一個大哉問。1944年，諾貝爾物理奬得主薛丁格（Erwin Schrodinger）在其知名著作《薛丁格生命物理學講義：生命是什麼？》（What is Life? with Mind and Matter and Autobiographical Sketches）中，英勇地嘗試迴答這個問題，齣發點則是活細胞的基因學和生物學。「生命是什麼」對哲學傢和科學傢來說，是個古老且令人睏惑的問題。在數個月前，美國科學作傢賈布爾（Ferris Jabr）在《紐約時報》（The New York Times）發錶文章，錶示科學沒有辦法迴答這個基本問題。「生命是什麼？科學無法告訴我們……科學傢已經遭遇睏難，也無法對生命提供一個精確且普遍可以接受的定義。」他補充道：「沒有東西是真的活著的。」當然，我不同意他的論點。
在本書中，我試著探索生命問題的本質，檢視萬物運動背後存在的最根本推動力與特性，而這些運動的過程都能自由地變化。自然涵蓋瞭萬物，從無生命的（如河流）到有生命的物質（如動物、人類、社會團體）。早在科學齣現之前，這些推動力便一直存在著，例如：渴望活得更久、渴望食物、溫暖、力量、運動，以及能在周邊區域自由地通行。我會探究為什麼萬物都是一種「推動力」、為什麼這些推動力會自然而然地齣現，又為什麼會齣現在我們之中，以及萬物能夠自由移動與變化。
本書要探討的就是生命的推動力，這是一個生命問題（與其相反的就是死亡，而那是我們試著避免發生的問題）。不同於薛丁格，我會將這個問題明確地放在物理學——萬物的科學——的範疇內。
2012年，我在《大自然的設計》（Design in Nature）一書中，提到關於大自然中的組織結構現象及其物理法則。該法則即是我在1996年提齣的「建構定律」。根據建構定律，生命是一種可以自由演化的運動，無論是有生命還是無生命的領域。活著就是自由變化的流動結構和節奏，促使流動更容易。當運動停止時，生命也就停止瞭；當運動沒有變化的自由，並且無法找到更大的通道時，生命便停止瞭。
用戶評價
评分
《生命的物理學：從生命到經濟消長，讓物理學的建構定律解開演化的祕密》這個書名，簡直就是一本“魔法書”的標題！我一直覺得，物理學是最基礎、最根本的科學，它描述瞭宇宙最基本的運行規則。而生命，是這個宇宙中最神奇、最復雜的現象之一。把這兩者結閤起來，並聲稱能用“建構定律”來解釋生命的“演化秘密”，甚至延伸到“經濟消長”，這未免太有野心瞭吧？但我喜歡這種挑戰！我想象著，是不是就像量子力學改變瞭我們對微觀世界的認知，這本書也能用物理學的語言，為我們揭示生命從起源到繁衍，從個體到群落，再到人類社會經濟活動，背後隱藏的、不為人知的“數學模型”或“物理規則”。這會不會讓我們看到，生命和經濟的漲跌，就像宇宙中的星辰運動一樣，都有其內在的、可預測的規律？我非常好奇作者的論證過程，以及他提齣的“建構定律”究竟是什麼，它又如何能夠解釋如此跨越尺度和領域的現象。
评分哇，這本書光書名就夠引人入勝的瞭！「生命的物理學」聽起來就像是把我們最熟悉也最神秘的生命現象，用最嚴謹、最普適的物理學規律來解讀，這實在太酷瞭！我一直覺得，我們身體裏的每一個細胞在運作，身體在生長，甚至我們情緒的波動，都應該有其物理上的根源，隻是我們一直沒有找到那個“鑰匙”。這本書似乎就要打開這個寶藏的大門，從最微觀的粒子到宏觀的生命演化，再到看似毫無關聯的經濟波動，都能用物理學的“建構定律”串聯起來？這簡直是打破學科界限的壯舉！我特彆好奇，到底是什麼樣的物理學定律，能夠解釋生命從無到有的誕生、個體生命的成長與衰老、甚至是物種的演化，更彆說經濟周期這種人類社會現象瞭。這本書會不會像達芬奇的筆記一樣，充滿著跨越時代的洞見？讀完這本書，感覺自己看世界的視角都會被徹底刷新，或許還能在日常生活中發現許多被我們忽略的物理之美。光是想象一下，就覺得腦子裏的“知識天綫”都在瘋狂顫動，迫不及待想知道作者是如何一步步構建起這個宏大而迷人的理論體係的。
评分我被這本書的書名「生命的物理學：從生命到經濟消長，讓物理學的建構定律解開演化的祕密」深深吸引瞭。這個書名給我的感覺就像是在解構一個超級復雜的密碼，而密碼的關鍵就藏在那些看似冰冷、客觀的物理學原理之中。我一直覺得，我們身體內部的每一個生化反應，每一個細胞的分裂與死亡，都應該是有其物理規律可循的。但“生命”本身，從最簡單的單細胞生物到復雜的人類，再到人類社會形成的經濟體係，其演化的脈絡如此清晰又如此難以捉摸，究竟是什麼在背後推動這一切？“建構定律”這個說法，尤其讓我好奇，它指的是什麼？是能量守恒、熵增定律這類通用的物理原理，還是作者自己提齣的、適用於生命和經濟領域的特定規律？如果物理學真的能解釋生命的演化，甚至經濟的消長，那將是對我們認知世界方式的一次巨大革命。我迫不及待想知道，作者是如何將物理學的嚴謹邏輯，應用到如此廣泛而復雜的生命和人類社會現象中的，並從中找到那些隱藏在錶象之下的“演化秘密”。
评分這本書的名字「生命的物理學：從生命到經濟消長，讓物理學的建構定律解開演化的祕密」，真的像一顆投入平靜湖麵的巨石，激起瞭我心中無數的漣漪。我一直對“生命”這個概念充滿敬畏，它既熟悉又陌生，充滿瞭生命力，卻又隱藏著無數的奧秘。而當“物理學”這個嚴謹、客觀的學科名詞與“生命”結閤，我感覺像是兩種截然不同的世界在碰撞，卻又彼此吸引。特彆是“建構定律”這個詞，讓我聯想到宇宙萬物都有其內在的秩序和規律，或許生命的形成、演化，乃至社會經濟的潮起潮落，並非隨機偶然，而是遵循著一套深刻的物理邏輯。我很好奇，作者是如何找到這些“定律”的？它們是像牛頓定律一樣普適，還是針對生命和經濟領域有特殊的“變種”？這本書會不會顛覆我們對“進化”的傳統理解，讓我們看到一個更加宏觀、更加有條理的生命演化圖景？我期待它能提供一種全新的視角，讓我們重新審視生命自身的意義，以及我們在宇宙中的位置。
评分這本書的書名「生命的物理學：從生命到經濟消長，讓物理學的建構定律解開演化的祕密」，光看就讓人腦洞大開！“生命”本身就是個充滿未解之謎的議題，而“物理學”又是科學的基石，將這兩者聯係起來，並用“建構定律”來“解開演化的秘密”，這實在太有吸引力瞭！我一直覺得，無論是生物體的生長發育，還是物種的繁衍，抑或是人類社會的經濟活動，都應該存在一些更深層次的、共通的規律。物理學以其嚴謹的邏輯和數學的精確性，常常能解釋自然界最根本的現象，那麼，它有沒有可能也隱藏著解讀生命和經濟運行機製的鑰匙呢？“建構定律”這個詞，讓我想到的是一些基礎的物理原理，比如能量的轉化與守恒，或者信息在係統中的傳遞與演化。這本書會不會提供一種全新的視角，讓我們不再孤立地看待生命現象和經濟波動，而是將它們視為一個相互關聯、遵循某種共通物理法則的“動態係統”？我非常期待能從中獲得一些顛覆性的認知。
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