第一章
活着就是为了工作？

1994年的某一天，傍晚时分，在纳米比亚卡拉哈里沙漠的斯库恩黑德（Skoonheid）安置点，近200名布须曼人正围坐在一棵巨大的骆驼荆棘树下做礼拜。他们正在等待政府的食物救济。对他们而言，这个等待过程单调乏味。他们非常欢迎传教士的来访，可以让他们暂时摆脱上述状态。曾几何时，他们过着狩猎采集生活，但后来白人牧场主来了，抢走了他们的土地，也剥夺了他们的生计，整整一代人生活在白人牧场主的鞭笞之下。即便这个部落里面最有怀疑精神的人也觉得传教士是上帝派到尘世拯救农民的使者，重视传教士应该被视为常理。

那天非常热，随着太阳缓缓落向西边的地平线，每个人都坚持要在斑驳的树荫下找个地方坐下。这种坐法的唯一缺点是，当太阳落山、树影拉长，人群不得不频繁地重新挪动，以确保自己坐在树荫下。在这一过程中，人们多次起身，互相推搡着坐下。这就意味着，随着礼拜仪式的推进和树影越拉越长，人群逐渐远离树根旁临时搭建的讲坛，传教士不得不在大部分时间内高声宣讲才能完成布道。

这种场景反而给整个布道过程增添了一种庄严神圣的氛围。夕阳的余晖洒在传教士身上，仿佛给他镀上了一层光，讲坛下面的会众不得不眯着眼去看，而且如同很快从东方升起的月亮以及曾给会众提供荫蔽的大树一样，在传道士讲述《创世记》关于人类堕落的故事中，太阳也扮演了重要角色。

传教士在布道伊始，会首先提醒他的会众要在每周日聚在一起礼拜。传教士说，这是因为上帝为了创造天堂、地球、海洋、太阳、月亮、鸟类、野兽、鱼类等不知疲倦地工作了六天，只有在第七天才会放下工作去休息。传教士提醒会众，因为人类是上帝按照自己的形象创造的，所以他们也要辛苦劳作六天，第七天休息，并对上帝赐予他们的无数恩典表示感谢。

传教士的开场白不禁令一些人信服地点了点头，还有一些更热心的教友说了一两句“阿门”。但大多数人发现，要准确界定自己应该感激什么恩典堪称一个挑战。他们虽然不知道分享劳动带来的物质回报是什么感觉，但他们知道努力工作意味着什么，也明白休息的重要性。在过去的半个世纪里，他们凭借双手完成了繁重的劳动，把这个半干旱的沙漠变成了物产丰饶的牧场。在这段时间里，牧场主们虽然不避讳用鞭子去“治疗”偷懒的人，但是会在星期天给他们放个假，让他们休息一下。

之后，传教士告诉他的会众，上帝指示亚当和夏娃看管伊甸园，却没能抵挡蛇的诱惑而犯下不可饶恕的大罪，结果全能的上帝便“咒诅土地”，将亚当和夏娃逐出伊甸园，其儿女不得不在田里辛苦劳作。

在传教士讲述的故事中，这个故事对朱/霍安西部落的触动更大。这是有原因的，不仅仅因为他们知道在诱惑下同不应该发生关系的人偷吃禁果意味着什么，还因为他们在这个故事中看到了自己的历史。居住在斯库恩黑德安置点的所有朱/霍安西部落的老人都记得，这片土地曾经是他们唯一的领地，他们依靠猎杀野生动物和采集野生水果、块茎和蔬菜为生。他们回忆说，那时候，如果说沙漠有性格的话，那么他们的沙漠环境就像伊甸园一样，是非常节俭的，几乎总是需要他们自发地付出几个小时的努力劳动，才允许他们获取足够的食物。现在，朱/霍安西部落的一些人猜测，肯定也是由于他们像亚当和夏娃那样犯下了某种不可饶恕的大罪，才导致白人牧场主和殖民地的警察从20世纪20年代开始带着马匹、枪支、水泵、铁丝网、牛和奇怪的法律来到了卡拉哈里沙漠，并声称这里的所有土地都归他们所有。这些殖民者一开始如涓涓细流般陆续到来，后来如同洪流般大规模涌入。

白人牧场主们很快就意识到，在卡拉哈里沙漠这种非常不利于发展大规模农业的环境中耕作将会耗费大量劳动力。因此，他们组织了多个突击队，抓捕和强迫“野蛮”的布须曼人去干苦工，把布须曼人的孩子扣为人质，以确保他们的父母不会反抗，并经常鞭打他们，让他们知道“辛苦劳动的好处”。由于失去了传统的土地，朱/ 霍安西部落的人便像亚当和夏娃一样吃尽苦头：他们为了生存，必须在白人的牧场里辛苦劳作。

他们经过30年之久才最终适应了这种生活，之后一直为白人牧场主干苦工。然而，当1990年纳米比亚从南非独立出来时，技术进步意味着农场的生产效率提高了，对劳动力的依赖程度降低了。由于新政府要求牧场主把他们的朱/霍安西部落劳工当作正式雇员，为他们提供适当的工资和住房，许多牧场主索性把他们赶走了，理由是投资一些合适的机器比使用雇员去经营他们的农场要经济得多，麻烦也少得多。因此，朱/霍安西部落的许多人别无选择，只能住在路边搭建的帐篷里，或者住在北部的赫雷罗（Herero）部落的村庄边缘，也有一些人搬到两个小型安置点，在那里，除了坐等政府的食物救济之外，几乎无事可做。

到这个时候，朱/霍安西族人就搞不懂《创世记》里面关于人类堕落的故事了。因为，如果说他们像亚当和夏娃一样被放逐到田间辛苦劳作是上帝的安排，那么牧场主现在为何又说不再需要他们，而将他们赶出田间了呢？

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西格蒙德·弗洛伊德相信，世上所有神话，包括《圣经》中亚当和夏娃的故事，都蕴含了我们的性心理发展之谜。相比之下，他的合作伙伴、竞争对手卡尔·荣格认为神话不过是人类的“集体无意识”。克洛德·列维–斯特劳斯是20世纪著名的社会人类学家，在他看来，世界上所有的神话共同构成了一个巨大而复杂的谜箱，如果被正确地破解，将有助于揭示人类心灵的深层结构。

世上形形色色的神话可能为我们打开一扇窗，让我们了解我们的集体无意识，解释我们的性烦恼，或者让我们窥探自己思想的深层结构。但毫无疑问，神话也揭示了人类的一些共同经历。一种观点认为，我们的世界无论在初创之际多么完美，都受制于一些混乱的力量，人类必须努力控制这些力量。

在那个酷热的下午，斯库恩黑德安置点的会众里面有几位经历过旧时代的“老人”，是这里最后一批狩猎采集谋生者。他们以传统狩猎采集者特有的那种忍耐精神，默默地忍受了被暴力逐出旧生活带来的创伤，如今，当他们等待死亡之际，只能通过互相讲述创世之初的故事和儿时听到的创世神话来寻求精神慰藉。

在传教士带着他们那个版本的故事到来之前，朱/霍安西部落的人相信世界的创造存在两个不同的阶段。在第一个阶段，造物主陆续创造了自己、自己的妻子、一个名为“葛亚娃”（G//aua）的骗子之神、世界、雨、闪电、用于收集雨水的地洞、植物、动物，最后创造了人。但在完成创世工作之前，他开了个小差，把精力投入其他事情上，结果使未完工的世界处于一种混沌的状态。那时的世界没有社会规则，没有习俗，人和动物可以互换身体，互相通婚，互相蚕食，还可以做出各种古怪的行为。幸运的是，造物主并没有永远放弃造物，最终返回来继续完成创世工作。他要把规则和秩序强加给这个世界。为此，他首先给不同的物种命名，然后把它们分隔在不同地方，赋予它们各自的习俗、规则和特征。

令斯库恩黑德安置点那些老人感到逗乐的故事都是在造物主的世界尚不完美时发生的。有个老人说，世界不完美的原因是造物主也需要休息，所以先离开了一段时间，就像基督教的上帝也需要休息一样。这些故事大多讲述了在造物主离开之际，骗子无论走到哪里，都会造成混乱。比如，有一个故事是这样的：“骗子之神”葛亚娃把自己的排泄器官切下来，做熟了之后，端给他的家人吃。当家人称赞他这道菜的味道时，他会因为自己的恶作剧得逞而歇斯底里地大笑。他会吃掉自己的妻子，从父母那里偷走孩子，残忍地犯下谋杀罪。

但当造物主回来继续完成他的作品时，“骗子之神”葛亚娃并没有消停，而是继续恶作剧般给这个井然有序的世界无情地制造麻烦。因此，朱/霍安西部落将造物主等同于秩序、可预测性、规则、礼仪和连续性，将骗子等同于随机性、混乱、模糊、不和谐和无序。朱/霍安西部落认为很多坏事背后都隐藏着“骗子之神”葛亚娃的邪恶之手，比如，狮子表现出反常行为，某人莫名其妙地病了，一根弓弦磨损，一根长矛折断，他们明明清楚地知道与别人的配偶睡在一起会引发矛盾，却依然被内心某个神秘的声音说服去做了这种事。

朱/霍安西部落的那些老人毫不怀疑，在传教士的故事中，引诱亚当和夏娃的那条蛇正是故事中的“骗子之神”葛亚娃，只不过这条蛇是众多伪装中的一种。这个骗子喜欢散布谎言，诱惑人们释放被禁的欲望，然后兴高采烈地看着那些导致生命毁灭的事情发生。

朱/霍安西部落对于伊甸园内那条甜言蜜语的蛇有自己的理解，认为蛇的外表之下掩盖着的是一个麻烦制造者。不仅如此，其他地区的很多民族也对谁是麻烦制造者有各自的理解，认为很多骗子、麻烦制造者和破坏者亘古至今不断地给自己的民族制造麻烦，比如北欧神话中奥丁任性的儿子洛基，北美印第安神话中的郊狼和乌鸦，西非和加勒比地区许多神话中那个脾气暴躁、狡诈善变的蜘蛛神安纳西（Anansi）。

世界各地神话的一个共同特征是混沌与秩序之间存在一种紧张状态，这并非巧合。毕竟，科学也认为，无序和工作之间存在一种普遍的联系，这种关系最早是在西方令人振奋的启蒙运动时期被发现的。

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法国科学家贾斯帕–古斯塔夫·科里奥利（Gaspard-Gustave Coriolis）非常热爱撞球游戏。他在这个爱好上倾注了大量时间，并在此过程中充满热情地做了很多实际的研究工作，研究成果就是《撞球中的数学理论》。虽然撞球后来演变出了不同的形式，比如斯诺克打的台球，但广大爱好者们依然像援引《圣经》一样引用他这本书的内容。他生于1792年夏，正值法国大革命时期，法国国民议会废除了君主制，把国王路易十六和王后玛丽·安托瓦内特从凡尔赛宫拖出来，准备将他们送上断头台。虽然科里奥利没有参与暴力革命，但他堪称其他领域的革命者，因为如同当时无数思想前卫的科学家一样，他放弃了神学教条，转而拥抱理性主义，拥抱数学解释现实的能力，拥抱严谨的科学方法，以期更好地理解世界，结果，他的研究大大促进了人类对化石燃料的利用。化石燃料的能量被释放出来之后，人类迎来了工业时代。

科里奥利现在最为人熟知的成就是阐述了“科里奥利效应”，如果没有这个科学概念，气象学家就无法合理地解释气旋或洋流的变化。对我们而言，更重要的一点是，他为人铭记的另一个事实是他最早将“work”（意为“功”）引入现代科学词汇。

科里奥利之所以对撞球感兴趣，不仅因为他从象牙球相互碰撞时发出的咔嗒声中获得了一种满足感，或者在球杆推着球从桌上滑入网袋时体验到了一种兴奋感，更主要的一点是，对他而言，撞球揭示了数学在解释现实方面的无限潜力，球桌为他观察和探索主宰宇宙的基本定律提供了空间。这些球令他联想起伽利略描述天体运动时提到的天体，而且每当把球杆握在手中准备击球时，他就会想起欧几里得、毕达哥拉斯和阿基米德所描述的几何学基本原理。他的手臂动作使母球充满能量，每当母球击打其他球时，这些球的运动就会遵循牛顿在近一个世纪之前提出的关于质量、运动和力的定律。撞球运动还令人想起一系列有关摩擦、弹性和能量转移的问题。

因此，不足为奇的是，科里奥利对科学和数学最重要的贡献起源于他对球体旋转运动的研究：一个台球之类的物体在运动过程中产生了动能，而且这是一个能量转移的过程，通过球杆，能量从胳膊转移到了球上，推动桌球围着桌子旋转。

1828年，在描述能量转移问题时，科里奥利首次引入了“功”这个术语，描述使物体移动一定距离所需要作用的力。

当科里奥利把打台球的过程称为“做功”时，他当然不是专门针对台球说的。第一台具有商业可行性的蒸汽机是早于他数十年发明的，这表明火的用途远不止在铁匠铺里打铁或烤肉。然而，尽管蒸汽机推动了欧洲的工业革命，却没有一个令人满意的方法去评估蒸汽机的性能。科里奥利希望准确地描述、测量和比较水车、汽车和蒸汽机等物体的性能。

彼时，其他数学家和工程师已经提出了与科里奥利所谓的“功”大致相当的概念，但是没有人找到合适的词汇来描述它。有人称之为“动力效应”，有人称之为“劳动力”，还有人称之为“原动力”。科里奥利的方程式很快就被他的科学同行们公认为合理，而令同行们印象最深刻的是他发明的术语，似乎它就是科学家们多年来一直苦苦寻找的完美词汇：“功”不仅能准确地描述蒸汽机的设计用途，而且它在法语中对应的单词“travail”还蕴含着一种其他语言所没有的诗意，因为它不仅有“努力”的意思，还有“苦难”的意思，令人想起在法国第三等级的人遭受的苦难。这个等级的人过着奴隶般的生活，长期以来一直在戴着假发、骄奢淫逸的教会人员和贵族的枷锁下辛苦劳作。科里奥利令人看到机器具备将奴隶们从辛苦劳作中解放出来的潜力，所以，他其实勾勒了技术引领我们走向“经济乐土”的梦想雏形。后来，凯恩斯对这个梦想做了进一步的阐述。

“功”现在被用来描述所有的能量转移，比如在天体层面星系和恒星形成时发生的能量转移，以及在粒子层面发生的能量转移。如今，科学家也意识到宇宙的诞生涉及无数的“功”，而生物之所以与非生物存在重大区别，恰恰是因为生物能够做一些非同寻常的工作。

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生物体的许多特征是非生物体不具备的，其中最明显、最重要的是生物体能够积极地获取和利用能量，将原子和分子组成细胞，将细胞组成器官，将器官组成身体，进而生长和繁殖。当这个过程停止的时候，生物体就会死亡，由于没有能量来维持自身各个部分的运作，它们就会分解。换句话说，生物体做功的目的就是活着。

从星系到恒星，宇宙中存在着一系列复杂的、令人眼花缭乱的动态系统，我们有时也称它们为“活的”，但是除了细胞有机体外，没有一种星体有目的地从其他地方获取能量，然后利用这些能量来维持生命和繁殖。比如，一颗“活的”星体不会主动从环境中补充能量，也不寻求繁殖后代，使它们长大后和它一样。相反，它通过物质质量的亏损转化成为能量，为自身做功，从而提供能量来源。一旦物质质量耗尽，星体就会“死亡”。

生命为了生存、成长和繁殖，必须积极地做功，这或许可以归因于热力学第二定律，这个定律也被称为“熵定律”。一些物理学家将其视为宇宙最高定律，它描述了所有能量在宇宙中均匀分布的趋势。熵定律就像神话里面那个热衷于制造恶作剧的“骗子之神”一样，无情地破坏着宇宙创造的一切秩序。久而久之，熵定律将带来世界末日，这不是因为它将摧毁宇宙，而是因为熵的增加意味着有效能量的减少，当能量在宇宙间实现均匀分布时，所有物质的温度达到热平衡，宇宙中的有效能量已经全部转化为无效能量，再也没有任何自由能去做物理学意义上的功。

我们都对熵的某些方面有一种直观了解，因为这个“骗子之神”躲藏在每个阴影里对我们眨眼睛：从建筑的坍塌和身体的衰变中，从帝国的崩溃中，从咖啡加奶的过程中，从任何一种维持我们的生活、社会和世界秩序所需要的不懈努力中，我们都能看到熵定律的影子。

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对于工业革命的先驱们而言，熵的出现扰乱了他们制造高效蒸汽机。他们在所有实验中观察到热能必然倾向于在锅炉内部均匀分布，然后通过锅炉的金属外壳发散到外部世界。他们还注意到，热能总是从较热物体传递给较冷物体，而在热量均匀分布之后，如果没有新能量的注入，这个能量传递过程就不会发生逆转。正是由于这个原因，一旦一杯茶达到了室温，就不可能从房间里汲取能量来让自己再次升温。他们还指出，为了扭转熵定律的影响，需要使用来自系统外部的能量做更多的工作，比如，要把你的茶恢复到合适温度，就需要注入额外的能量。

曾几何时，熵定律令人困惑。后来，在1872年到1875年之间，一位奥地利物理学家路德维希·玻尔兹曼（Ludwig Boltzmann）提出了熵公式，从数学角度研究了能量传播过程。他指出，热量传递可以用概率论来精确地描述。他认为，在一勺水里的数万亿个分子之间传递热量的方式，远比仅仅将热量储存在其中的几个分子里的方式要多得多。这意味着，当粒子四处移动并相互作用时，能量均匀分布的概率非常大，导致人们不得不认为这是不可避免的。进一步说，他的数学模型表明，在宇宙这个最大的容器中，所有能量也趋向于做同样的事情。

玻尔兹曼不仅提供了一个描述熵的数学模型，还帮助我们跳出相对狭窄的工程领域去研究熵，向我们展示了为什么我们会在破败的建筑、被侵蚀的山脉、爆炸的恒星、溢出的牛奶、死亡的生物、冰冷的茶杯甚至民主的衰落中看到熵。

低熵状态是“高度有序”的。比如，我们要求孩子们将卧室里面的玩具、摆件、衣服、书籍和一盒盒的橡皮泥整理好，并分类放到抽屉和橱柜里之后，那种整洁状态就是低熵状态的一种表现。相比之下，高熵状态则是“高度无序”的，就像孩子们的卧室在整理完几小时之后的状态一样，一切物品又被随意拿起，四处乱扔，卧室重新变得凌乱。根据玻尔兹曼的计算，如果孩子们只是随机地整理卧室里的物品（事实的确如此），那么每个物品被摆放回原处的概率都是相等的。当然，作为随机的物品整理者，他们不小心把所有物品放回应该放的地方，保持房间整洁的概率是极低的。问题是让房间变凌乱的方法，比让房间变整洁的方法多得多，所以房间变凌乱的概率更大，直到父母要求他们做必要的工作时，他们才会消耗能量，将房间恢复到可以接受的低熵状态。

如今备受喜爱的三阶魔方虽然看似比儿童摆放卧室物品简单了许多，其中涉及的数学难度却令人刮目相看。三阶魔方呈正方体，有6个颜色不同的面，每个面有9个正方块组成，与中心轴连接在一起，每一面都可以围绕中心轴转动，而不会相互影响，组成不同的结果。三阶魔方通过旋转，总共有43 252 003 274 489 856 000种变化状态。

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1886年，继查尔斯·达尔文被葬在威斯敏斯特教堂四年之后，路德维希·玻尔兹曼应邀在维也纳皇家科学院做了一次著名的公开演讲。

他说：“我们的世纪将被称为钢铁世纪、蒸汽世纪还是电的世纪呢？如果你问我内心深处的信念，我会毫不犹豫地回答，它将被称为机械自然观的世纪，或者说达尔文的世纪。”

达尔文认为最能解释生命多样性的是进化而非上帝，从而挑战了上帝的权威。路德维希·玻尔兹曼虽然比达尔文年轻了一代，但他的著作对上帝权威的冲击不亚于达尔文。在一个由热力学定律支配的宇宙中，上帝戒律是没有存在空间的，一切事物的最终命运都是预先设定的。

玻尔兹曼之所以敬佩达尔文，不仅仅因为他们都打破了宗教教条，还因为他看到熵定律之手正忙着塑造进化过程。这个想法直到过了一代人的时间之后，才被诺贝尔奖得主、量子物理学家欧文·薛定谔做出完整阐述。薛定谔的一个知名实验就是把想象中的猫装进想象的盒子。

薛定谔确信生命和熵之间的关系是根本性的。在他之前，包括路德维希·玻尔兹曼在内的很多人认为，从某种意义上讲，马、人类与河马等生物体都是热力学引擎，因为它们像蒸汽机一样，也需要获取食物、空气和水等“燃料”，而在做功过程中，或者说在工作过程中，它们也把其中一些“燃料”转化为能量，随后这种能量消失在宇宙中。直到1943年，薛定谔在都柏林圣三一学院向听众做了一系列演讲之后，才循着这个想法得出了必然结论。一年之后，薛定谔的演讲被集结成册，即这本名为《生命是什么？》（What Is Life?）的书。

薛定谔的父亲是一位充满热忱的业余园丁。他的父亲之所以对园艺特别感兴趣，是因为可以通过精心挑选具有某些特征的植物种子去播种，在其生长过程中感受进化之妙。在父亲热爱园艺的启发下，薛定谔对遗传和进化保持着浓厚的兴趣，这种兴趣在理论物理学成为其研究重心之后依然维持很久。薛定谔在都柏林发表演讲之前，生物学堪称自然科学领域的“孤儿”。当时，大多数科学家都满足于接受“生命按照自身奇怪、独特的规律运行”的说法，而没有进行深入探索。但薛定谔的观点却是，生物学应该被视为科学大家庭中一个真正意义上的成员。那天晚上，他开始说服听众，让他们相信研究生命的生物学也是和物理学、化学一样的分支（当然，这个分支也很复杂）。他向听众解释说，虽然物理学家和化学家还不能诠释生命，但这并不意味着我们有任何理由怀疑他们的诠释能力。

在薛定谔的想象中，我们细胞中的分子脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），具有非同一般的信息编码和指令发布能力。薛定谔对此所做的描述激发了一代科学家致力于揭示生物学的化学及物理学基础。剑桥大学的弗朗西斯·克里克（Francis Crick）就是分子生物学先驱中的一员，他和搭档詹姆斯·沃森（James Watson）在10年后向世界揭示了DNA独特的双螺旋结构。

薛定谔认为，构成一个基因组的“一小组原子”能够将数万亿个其他原子组织成毛发、肝脏、手指、眼球等，是非常神奇的，因为这些原子的行为明显违反了热力学第二定律。宇宙中几乎所有的东西似乎都趋于无序，而生命却不一样，因为它能把物质聚集在一起，然后非常精确地把它们组织成令人惊讶的复杂结构，收集自由能，从而再生。

尽管从表面上看，生物体好像娴熟地、有机地违反了熵定律，但薛定谔认识到，如果真正违反熵定律，生物体是不可能存在的。这就意味着生物体需要对宇宙中熵的总量做出贡献，而他的结论是，这种贡献方式就是通过寻找、捕获自由能，利用能量做功，产生热量，从而增加宇宙的熵。他还指出，有机体越大、越复杂，需要做的功就越多，这样才能生存、生长和繁殖下去。因此，与岩石等物体相比，生物体等复杂结构对宇宙中熵的贡献往往要大得多。

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如果生命可以根据生物体所做的各种功来定义，那么在将无机的陆地物质转化为有机物的过程中，一定包含了某种能量丰富的启动过程，它为原始生命的运转提供了动力。这种能量究竟从何而来还不确定。它可能来自上帝之手，但更有可能来自使早期地球沸腾、嘶嘶作响的化学反应，或者来自远古地球上放射性物质缓慢向熵定律屈服的衰变过程。

关于生命起源，一种观点叫“无生源论”，或者说“自然发生论”，认为生物可以由无生命的普通物质转化而成，或者由另一些完全不同的物质产生。但这个过程需要能量，这恐怕算是最不神秘的事实了。到第三个千禧年，科学数据表明生命自然发生的可能性如此之低，以至于我们人类几乎肯定是宇宙中孤单的存在。现在，至少对一些科学家而言，钟摆已经向另一个方向摆动了。他们更倾向于认为生命可能是不可避免的，而如同“骗子之神”一样的熵，不仅不是破坏者，还很可能是生命的创造者。这一观点的基础是生物系统可能是突然出现，因为它们能够比许多无机物更有效地散发热量，从而增加宇宙中的熵。

说服这些科学家的一个工具是数字模拟技术。基于这项技术的实验结果表明，如果原子和分子接受非常直接的能量来源（比如太阳），而且被一个能量场（比如大海）包围着，那么这些粒子将会自发地安排自己，并呈现出不同的形态，好像要尝试着找出散发热量效率最高的排列方式。这个模型表明，如若果真如此，那么在原子和分子重组出来的无数个排列方式中，很可能存在一种能把“死的”无机物变成“活的”有机体的排列方式。

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在描述地球生物的漫长历史时，一般遵循两个维度：一个是能量维度，即根据生物体获取能量的能力去描述，最早的能量来源是地热，然后是阳光、氧气以及其他生物体的肉；另一个是进化维度，即地球生命进化的方向是复杂程度越来越高、能量消耗越来越多以及在物理学意义上做功越来越努力的生命形态。

几乎可以肯定的是，地球上最早的生物体是简单的单细胞生物，如同细菌一样，既没有细胞核，也没有线粒体，可能从水和岩石之间的化学反应中汲取能量，然后将其转换成一种高度专业化的分子，将能量储存在这种分子的化学键之内，并在化学键断裂时释放出来，从而为生物体的形成创造条件。这种分子名为“三磷酸腺苷”（ATP）。从单细胞的细菌到多细胞的人体组织，所有细胞要维持内部平衡，实现生长和繁殖，直接能量来源就是“三磷酸腺苷”分子。

生命一直忙于收集自由能，将其储存在“三磷酸腺苷”分子中，然后让它在我们的星球上长时间做功，为细胞的进化提供能量。大量化石证据证明，大约35亿年前，地球上就已存在细菌生命体。还有一些存在争议的化石证据表明，地球生命可以追溯到42亿年前，仅仅在地球形成30万年之后。

从目前大多数地球生命的角度来看，像细菌这样的早期地球生命形态不得不应付非常不利于生存的环境。在早期地球上，火山活动频繁发生，陨石撞击几乎连续不断，大气中几乎没有氧气，也没有臭氧层来保护脆弱的生物免受太阳辐射的炙烤。结果，地球上最早的生命形态不得不在远离阳光的地方苦苦挣扎、谋求生存。

但随着时间的推移，得益于生物体的一个特征——进化能力，新的物种出现了，它们能够从其他来源获取能量，并在不同的条件下生长和繁殖。大约27亿年前的某个时候，可能发生了一系列偶然的基因突变，从而使一些生物开始拥抱生命的“宿敌”——阳光，并通过光合作用从阳光中汲取能量。这样一来，生物体从石缝、地缝等黑暗的角落中悄然爬了出来。这种新的生命形态就是蓝细菌，即便到了今天，蓝细菌依然充满蓬勃生机，在池塘和湖泊中就能看到它们。

蓝细菌在大量繁殖的过程中，将地球改造成一个“大生态环境”。这个新环境能够满足更高的能量需求，从而支持更复杂的生命形态。它们首先将大气中的氮转化为植物生长所需的硝酸盐和氨等有机化合物，还将二氧化碳转化为氧气，因此在24.5亿年前开始的地球大氧化事件中扮演了关键角色，进而逐渐形成今天人类生存所需的富氧大气。

地球大氧化事件为生命提供了全新的能量之源，极大地增加了生命可以用来做功的能量。与涉及大多数元素的化学反应相比，涉及氧气的化学反应释放的能量要多得多，这意味着需氧生物有可能比厌氧生物长得更大、更快，并做更多的体力活动。

在这种能量充沛的环境中，一种更新、更复杂的生物进化了出来，即“真核生物”。真核生物比其祖先原核生物更复杂，也更耗费能量，它们有细胞核，能够有性繁殖，还能产生各种复杂的蛋白质。随着时间的推移，一些真核生物发生了突变，使它们能够“绑架”路过它们面前的不同形态的生命体，并通过可渗透的外细胞膜吞噬它们，从而掠夺这些“猎物”蕴含的能量。这些被“绑架”的细胞别无选择，只能与“绑架者”分享它们捕获的一切能量。随着时间的推移，这一过程催生了多细胞生命。那些“绑架”蓝细菌的真核生物的后代很可能就是原始藻类。这些原始藻类逐渐进化成了最初的植物，使得早期荒芜的地球开始充满绿意。

人们普遍认为，第一批拥有细胞组织及神经系统的生物体大约是7亿年前从海洋中进化而来的，但直到大约5.4亿年前的寒武纪大爆发时期，动物生命才真正开始勃兴。这一时期的化石记录显示，当今地球生命之树上几乎所有的主要门类都已形成。

当时，大气和海洋的含氧量越来越多，额外释放的能量越来越多，这些能量肯定在寒武纪生命大爆发中发挥了作用。但进化或许扮演了更重要的作用，因为在进化过程中“适者生存”，那些适应周围环境的物种幸存了下来，它们开始从一个新的、比氧气更重要的来源获取能量，即捕食比自己弱势的生物。这些弱势生物已经辛苦地收集了能量，将能量和营养储存在肉、器官、外壳和骨骼中，一旦被捕食，这些能量就转移给了捕食者。

大约在6.5亿年前，同温层中积累了足够多的大气氧，形成了一个臭氧层，臭氧层变得越来越厚，最终足以屏蔽掉危险的紫外线辐射，使一些生物得以在海洋边缘生存而不至于遭到灼晒。大约2亿年后，生物圈覆盖了大部分陆地，慢慢地形成一系列相互关联、非常复杂的海洋和陆地生态系统，挤满了各种各样的生物，这些生物勤奋地捕捉自由能，使用它获得更多能量，并完成繁殖。

很多这些新形态的生命体利用能量做功的方式，与今天人类利用能量工作的方式存在很大的相似性。虽然细菌仍然是生物圈的重要组成部分，但体型更大的陆地动物的存在改变了生物做功的性质。体型更大的动物需要大量的食物，与相对静止的微生物相比，它们能做更多的“体力活”，比如打洞、捕猎、逃跑、破坏、挖掘、飞翔、吃、捕猎、战斗、排便和移动物体，而且在某些情况下，还会从事建筑。

从物理学家的角度来看，所有生物都会做功，或者说都会劳作或工作，而我们地球的生物圈是数百万年间人类祖先经过辛苦劳作建立起来的。这一事实给我们提出了一个显而易见的问题，即一棵树、一条墨鱼或一匹斑马所做的工作，与我们在人工智能前沿所做的工作有什么区别？