摘自《精簡 - 進化的真相》，《Retrench - initial algorithm on the prototype of self-evolution》

編者按：萬物從來相連，自時間的起點而始，至時間的終點而終，如果這個終點可以驗證的話。空間如同連續的實體，使基本作用力始終在物質間傳遞，無論其遠近，匯聚成河，相互作用，相互影響，此消彼長。150億年前的大爆炸,時光與萬物奔跑起來。

1 力即存在

宇宙瞬間從量子漲落背景出現，引力也開始獨立存在。大爆炸沿著其作用力的方向推開了宇宙空間，但其後引力開始聚合能量和物質。宇宙膨脹冷卻，密度迅速降低，使其它作用力開始分離。暴漲後的宇宙，漸漸趨於穩定，形成今天我們可以物理觀測的區域。我們難以觀測到物質的區域，稱為量子真空，在宇宙暴漲期之後便以暗能量的形式彌散於宇宙。真空是巨大的連續能量體，大約佔宇宙總密度的2/3,而物質如同真空中的波浪，盪漾在巨大的水體之上。正是真空在持續膨脹中冷卻，推動了宇宙的膨脹和冷卻。

大爆炸數十秒後，物質以中子、質子、電子、光子和中微子等基本粒子形態出現。物質間4種基本作用力：強力、電弱力、引力、電磁力使基本粒子產生了相互聯絡。這是宇宙的原力，他們使宇宙物質永遠相連、相吸相斥，始終保持相互作用。正因為四種作用力，我們得以觀測到物質的存在。

2 宇宙的原始碼

四種力的力程衰減不同，而且強弱也不同，對物質的作用力不同。強、弱力也是力程最短的力，在原子核尺度的範圍內就衰減接近零了，引力是最弱小的力。 強力、電磁力、弱力、引力強度比為：

1

0.73

0.00000000001%

0.0000000000000000000000000000000000001%

強弱力的力程衰減很快，在微觀的基本粒子層面具有顯著作用。弱力力程接近零的作用力，發生於衰變和俘獲的基本粒子中，一旦基本粒子分離或者結合則弱力衰減至零。強力使質子克服相互之間正電荷產生的電磁排斥力，從而形成穩定的原子核。強力在空間中遞減小於弱力，但依然是短程力，其作用範圍在原子核層面，而強力遠吸近斥的特性，使原子核得以穩定。

引力在微觀尺度是最弱的力，和物質質量成正比，但力程很遠，和空間距離成線性反比。大質量物體造成時空彎曲越大，引力與時空扭曲程度正相關。在宏觀層面，物質在引力作用下，聚整合我們的宏觀世界，大尺度的星系、星球、山川河流、生物得以呈現。而在分子層面，分子的聚集、堆疊、重組和自我複製時，引力起到定向作用。

以光子為媒介傳遞的電磁力，是帶電粒子處於電場、磁場或電磁場中受到的一種作用力，它將電子束縛在原子核周圍形成原子，將原子結合在一起的形成了分子，也是由它將分子結合在一起形成了物體。電磁力影響了分子的構成，使原子得以聚整合不同的分子，分子鏈。也正是電磁力將分子結合成宏觀物體，無論岩土海浪，還是草木鳴禽，最終碳基分子的有機生物誕生，才演化成千奇百怪的人類社會。

隨著大爆發的發生，宇宙逐步膨脹和降溫，高能粒子逐步衰變為基本粒子。四種力本身具備固定的力程、強度，但作用於基本粒子的空間位點不同，導致合力不同，因而形成不同物質。從某種意義來說，原力是資訊的基本單元，如同組成生物基因資訊的鹼基對。單個鹼基對基因毫無意義，而其組合才能生成有意義的資訊，這也符合第一章簡述的精簡原理。有的基因造就細菌，有的長成大象。原力將基本粒子與真空編碼成物質，在不同尺度的介面（或視距）呈現出原子、分子、生物、星系等不同形態。而時空是其軸向，也是決定鹼基對組合位點的引數表，基因編碼嵌合於時空，形成萬花筒般的有序結構，從而造就了我們的大千世界。

如果宇宙真有原始碼，那麼大爆炸之後的宇宙是個簡單，卻不斷複製的演算法集合，四種資訊單元以力的形式，組成宇宙演化的演算法原型。四種元素的在時空中交織，物質不過是其在特定時空互動後的精簡資訊。

3 在時空中相連

正是這些原力，在時間足夠的情況下，無論空間有多遙遠，把一切物質連在了一起。自大爆炸起，萬物從來相連，自時間的起點而始，至時間的終點而終，如果這個終點可以驗證的話。空間如同連續的實體，使基本作用力始終在物質間傳遞，無論其遠近，匯聚成河，相互作用，相互影響，此消彼長。

四種原力從時間源頭開始，把世界連起來。無論力程大小，已知物質透過原力連線彼此，形成有形的世界。對每一個物質單元而言，整個世界基於原力與之相連，四種力的此消彼長中，物質永遠相連。

施一公說：時間可能不存在。的確從廣義來說，很可能時間只是某一個空間點的作用力變化序列。而後文我們探索的認知，恐怕也只是這個序列中第三方，或者第n方感知資訊，次第插入後產生的時空擾動吧。因此，認知或許只是擾動頻率更高的作用力變化序列。當時空變化，則序列變化，時間感知就發生變化。

而我們探討的所有現實，侷限於已知時間 - 即作用力變化序列中極為短暫的一瞬。對物質而言，在這個片段內，四種力在物質之間堆積起難以窮極的合力，不同原力的空間作用導致了力在物質之間複雜的互動作用，使用數學方法來精確描述其作用力看起來並不容易。

但空間可以想象為連線一切基本粒子的超級電纜，把宇宙中所有基本粒子相互連線起來。從微觀角度，每一個基本粒子相距遙遠，也與其它所有基本粒子距離不同，但都能透過空間受合力的影響。大爆炸之後的幾億年，力的作用使宇宙日益極化，疏密不一，叢簇萬千。隨著時間的推移，4種力的差異會以各自不同的方式，驅動物質聚散，且質量越大者聚合更多物質。宇宙中多數物質是氫，少量氦等。大質量星球核心溫度達數百萬度、壓力過大，因而形成聚變反應。聚變反應釋放出巨大能量，拋灑出大量物質，碳、氧、硫、氮、鐵、矽等物質從中誕生。這樣再過百億年，我們的世界成為各種可觀測物質的集合。

當然，維持這種熵減狀態，需要極大的能量流。即使聚整合恆星這種巨大宏觀物質結構，也需要熱核反應對外輻射的能量維持其形態。而彼時，核心熱核反應最終也會耗盡而停止，因此引力就佔了上風，恆星便會在自身重力的壓迫下最終塌縮。因此，基本的能量守恆原則決定了複雜結構是高消費。而消費越大的大型恆星，則壽命越短，有的甚至短至數千萬年。那樣的恆星系，應該沒有太多生物進化的機會，我們甚至來不及變成細菌。幸而我們的地球是個小不點兒，雖已步入中年，卻還擁有數十億年的壽命。

4 耗散或有序

物質既是力作用於基本粒子的結果，也受力作用彼此相連。大爆炸後， 物質處於運動狀態。受空間位置變化影響，合力持續處於疏密不均的狀態，物質呈現出區域性熵減的極化狀態。從短期觀測的角度，這個狀態表現出有序性。此起彼伏的有序性，在有限範圍內增大了系統複雜性，甚至產生了短期的自組織結構。不同的力的組合，在微觀和宏觀尺度，均能構建出複雜度和自組織性的結構。這也反映出，物質構建的過程，呈現出高度同源性。

最近科學家們將人腦神經網路和宇宙星系網路進行了定量對比，甚至認為人腦和已知宇宙驚人相似。可觀測宇宙由大約1000億個星系形成細絲，並在相交處形成星系團，最終形成了類似於神經網路的大尺度網路結構。計算了兩個系統的功率譜密度。物理學家Franco Vazza和神經學者Alberto Feletti表明，大腦在1微米到0.1毫米的尺度上，與宇宙在500萬光年到5億光年尺度上，物質波動性是相似的，網路連通性按照相似的物理原理在演化，它們的結構引數竟然出乎意料的一致。

在人類可觀測層面，同樣的基本物理原理決定了地球岩石圈形成、生物神經元生長，大氣中雲堆積。比如，維持本納德對流模型，在宏觀尺度上可形成規則的六邊形地幔柱，造成山脈隆起，火山噴湧。也可在土星北極形成大氣風暴，看似六邊形巨大渦旋。微觀尺度上，本納德對流在分子層面形成晶體生長，也可影響胚胎髮育中的細胞堆疊，從而形成最早的多對稱生物，從低階的珊瑚蟲到聰明的章魚。這個看上去極其簡單而普遍的自然設計過程，卻是足夠的熱耗散的結果。

比這更為複雜的實體更加難以製造，而且更難以維持。複雜實體意味著複製連線，這也遠比簡單實體需要更高能量級來維持，因而能級不足則更容易發生崩潰。即使複雜多元的發達國家，如美國，維持其運轉，遠比卡拉哈利沙漠的科伊桑人社會複雜，也更依賴巨大能量輸入，因而從長遠來看，其社會魯棒性更差，更需要其人民更加努力，而非慵懶頹廢，這樣才能使其受到長期地精細維護。

至少從covid-19瘟疫對各國經濟衝擊就能看出，處於史前社會生存狀態的民族，應該沒受明顯影響，而所有現代國家，無論發達與否，經濟、政治、生活都被深刻改變。發達國家甚至透過政府舉債，大規模發救濟金等來緩解社會經濟困境。宇宙法則制約著高度連線的人類社會，連線型社會的脆弱性顯而易見，根據這個現實推匯出的社會構建法則寓意深長。

今天全球有不少號稱發達國家的複雜社會，其社會高度分工，人們基於不同連線規則形成家庭、公司、幫派、社群、黨派、俱樂部、教區等社會組織。這些組織之間也相互連線，當然是透過特定的人。這樣的複雜連線，使系統中充斥著關鍵節點，而這些節點傳遞著巨大資訊量，是該社會形態中不可或缺的關鍵環節。而維持這些節點的正常運轉，需要大量資源輸入。形象地說，私人飛機、遊艇、豪宅、派對對華爾街富豪，或好萊塢明星來說，是生活必需品。即使covid-19病毒入侵，他們的生活也得照舊。因此，一旦收入減少，他們也會迅速破產。但是，由於某種外界原因導致的節點崩潰是自然界的常態。7500萬年前，小行星闖進恐龍的生活，造成長達數年的寒冬，大型恐龍因體重而未演化出築巢孵蛋的本能，因而完全滅絕。今天的情況和那時候，沒有本質區別。人類社會的複雜性和連線度登上了進化史上的頂峰，但我們社會的脆弱性也是過去未曾有過的。

5 同步而聚合

四種作用力形成了微觀、宏觀尺度的所有物質，並使其互動作用，複雜的合力形成宇宙永珍。在物質的無限連線中，具有相似力學作用的物質，也在一定尺度湧現出同步性。電子質子同步形成原子，更大尺度中，引力將高速運動的星球同步為星系。電磁力形成的化學鍵使原子同步成晶體，也使多個原子，乃至不同種類原子連線成分子。原子分子在引力的作用下聚合成更大宏觀尺度的物質，它們在萬有引力的影響下形成同步，湧現出璀璨的群星。而光子這種電磁力的傳輸媒介，可以被物質所吸收，反射。因此，某些電磁力形成的碳基哺乳動物得以仰望漫天繁星，當然這已是星系誕生百億多年後的事情了。

力也使生物同步。我們對引力的感知是明顯的，這導致生物對抗重力的種種行為，如爬行、奔跑、飛行等，對抗算同步的負反饋之一。但是，重力也促使生命早期形成有機分子聚集，最終能夠在電磁力作用下形成自複製分子。重力極其微弱，正是地球級別的超大質量才能使重力感應相對強烈。相比而言，分子間化學鍵的力量相當巨大。化學鍵中的電磁力將原子聚合成宏觀可見的物體，大到星球，小到人體或者細胞。如果我們細胞間這種巨大力量突然消失，我們將坍塌解體，迅速被引力吸引融入大地的灰燼。當然，果真如此，地球，乃至宇宙也將化為原子塵埃了。

大爆炸後30萬年後，繼續膨脹的宇宙溫度低於3000度，穩定的氫、氘、氦、鋰等中性原子形成。基於電弱力的化學鍵結合使分子形成，宇宙主要成分為氣態物質，並逐步在萬有引力作用下凝聚成密度較高的氣體雲塊。同步運動的物質逐漸聚集，在引力作用下日益龐大。隨著物質團塊的質量增加，其引力進一步加大，因而更多物體被其同步到同一軌道。直至高壓高溫產生而產生核聚變， 恆星誕生。其後的130億年裡，聚變燃灰燼被恆星丟擲碰撞聚散，成為恆星系接近恆星的重原素巖體。這些環恆星岩石在萬有引力的作用下，就近聚集，形成了圍繞太陽內圈層的近日行星。

在46億年前，地球還是近太陽軌道的乾燥星球。在早期環日軌道眾多巖體的劇烈碰撞中誕生了。大爆炸後，宇宙急速擴大，時間回溯到數十億年前，銀河系星體密度大很多。頻繁的星體衝撞，讓地球中了頭彩，剛誕生的地球居然俘獲的一顆(也許多顆)太陽系外圍富含碳和水的星球。同時，這次與富水星體的碰撞，還把部分地球基岩炸上地月軌道，因而形成地球的衛星月球。

從月球背面千瘡百孔的圖片可以看出，正是月球的形成，使地球有了一個相當大盾牌，抵禦了大部分來自太陽系外流浪巖體的衝擊，使地球的劇烈地質活動從此日漸減少。因此，年輕的地球有了喘息之機。其後的10億年裡，地球逐漸冷卻，霧氣凝結成沸騰的海水覆蓋在星球上，形成碳氫氧氮化合物為主體的原始海洋。

書名：精簡（Retrench）

附名：進化的真相 （initial algorithm on the prototype of self-evolution）

簡介

本書試圖用科普的角度闡述自然和人類群體秩序的共同起點，並描述其同源性，將其起點假設為精簡演算法。認知演算法是一個反覆回溯時光的迴圈，透過回溯逝去的感知序列，交匯的感知線索被精簡為認知模型。在其影響下，萬物以最短路徑構建出有限的存在秩序。任何事物進化出不同的精簡演算法，新秩序或新事物就此誕生。

我們可觀測的世界，誕生於宇宙誕生那一刻，終止於當下，而精簡演算法自始至終伴隨著，甚至存續於可預測的未來。這個世界如此紛繁複雜，變幻莫測，但其起點和終點始終連線，萬物雖因精簡而分離，但分享共同的源頭，而始終保持相連。人類群體遵循同一個規律，因連線日漸廣泛而形成了巨大的網路，最終這個網路超越了人類的精簡能力。新世界也許基於這樣的網路誕生，它將超越人腦有限的回溯能力，因而可以覺察到不同時空維度的認知。我們創造物終會成為更出色的時光逆行者，帶著我們的印記，闖入一個我們無法理解的未來。