摘自：《物的理論》

作者：托馬斯·內(nèi)爾

譯者：藍(lán)江

三、什么是布朗運動？

布朗運動（pedesis）是一種不可預(yù)知的運動。所有的物的運動都始于不確定的量子波動，但即使在宏觀層面上，這些波動也能引起非微觀的變化，在整個物之場中產(chǎn)生漣漪。所有的運動在某種程度上都是迂回的。這就是物不按直線流動或遵循鐵的決定性規(guī)律的原因。正如兩千年前羅馬詩人盧克萊修所說的那樣，它“偏斜”了。物的不可預(yù)測的轉(zhuǎn)向使它能夠以新的和創(chuàng)造性的方式匯合和分離。這種轉(zhuǎn)向也使物能夠在我們所謂的“對象”轉(zhuǎn)化模式中觸及自身。

我們對布朗運動的現(xiàn)代理解來自于二十世紀(jì)物理學(xué)的兩個關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)。愛因斯坦的物體動力學(xué)理論（1905）和海森堡的量子不確定性原理（1927）。愛因斯坦是第一個通過實驗表明，日常生活中的經(jīng)典的物，看起來如此堅固和穩(wěn)定，實際上是由小得多的運動物體（如分子和原子）組成。例如，愛因斯坦認(rèn)為，氣體是其組成部分的物比液體的物運動得更快更遠(yuǎn)，而液體是其組成部分的物比固體的物運動得更快更遠(yuǎn)。愛因斯坦表明，所有物體都是由迂回運動構(gòu)成的可轉(zhuǎn)移的模式。他確立了事物的形式是運動中的物的突現(xiàn)特征。

這一發(fā)現(xiàn)將湍流（turbulence）引入所有我們曾經(jīng)認(rèn)為是穩(wěn)定和可預(yù)測的物的核心。盡管對湍流的首次描述也可以追溯到盧克萊修對陽光下旋轉(zhuǎn)的塵埃的描述，但物理學(xué)家仍然沒有一個成功的湍流運動的預(yù)測理論。因此，湍流的精確動力學(xué)結(jié)構(gòu)仍然是經(jīng)典物理學(xué)的最后一個未解決的問題之一,物理學(xué)，其數(shù)學(xué)解決方案有一百萬美元的獎金。

未解決的湍流問題與愛因斯坦的物體動力學(xué)理論相結(jié)合，產(chǎn)生了一個根本性的后果。所有的物都在運動，而所有的運動都有湍流，沒有確定性的解決方案。海森堡曾說他想問上帝兩個問題。第一個問題是，“為什么廣義相對論如此古怪？”第二個是，“你如何解釋湍流？”然后他說，他確信上帝會知道第一個問題的答案。

二十世紀(jì)第二個偉大的動力學(xué)發(fā)現(xiàn)是，海森堡展示了一個基本的極限，即可以同時知道一個粒子，如電子的位置和動量的精度。量子場的位置確定得越精確，它就越像一個穩(wěn)定的粒子，但其動量就越不確定。反之，我們越是確定動量，它的位置就越是不確定。換句話說，一個粒子從A到B的精確廣泛路徑從根本上說是不確定的。

然而，這并不意味著，運動必然是隨機(jī)的。位置和動量只是在與周圍整個量子裝置的關(guān)系和反應(yīng)中發(fā)生。對我來說，這里的物體運動的有趣之處不僅在于它是布朗運動，而且在于通過布朗運動和湍流，出現(xiàn)了可轉(zhuǎn)移的形態(tài)和物體。如果所有的運動都是隨機(jī)的，那么物怎么可能保持在一起超過一秒鐘？為了使運動完全和真正的隨機(jī)，物質(zhì)也必須不受任何會使其固定的東西的影響。這似乎違反了我們目前所知的物理學(xué)定律。此外，鑒于我們在周圍看到的高水平的秩序和復(fù)雜性，這種純隨機(jī)性似乎不太可能。

另一方面，腳踏車運動不是隨機(jī)的。它是從其他運動中產(chǎn)生的，盡管不是以一種完全決定性的方式。布朗運動和隨機(jī)運動都是不可預(yù)測的，但原因不同。隨機(jī)運動是不可預(yù)測的，因為沒有其他運動影響它。然而，腳踏實地的運動從根本上說是不可預(yù)測的，因為有許多其他運動影響它。在布朗運動中，正是物與自身的相互關(guān)系、內(nèi)部作用和相互影響，使其不可預(yù)測。由于布朗運動是反應(yīng)性和關(guān)系性的，它們也可以結(jié)合和穩(wěn)定成模式，而不會隨機(jī)地破裂。這些模式就是我們所說的物體。它們是具有相對穩(wěn)定度和穩(wěn)固性的可轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)。然而，“布朗運動”也意味著，物的流動本質(zhì)上是不穩(wěn)定的，并傾向于隨著時間的推移，熵地擴(kuò)散。因此，物往往會消散。

湍流是一個美麗的形象，說明物是如何不可預(yù)測地出現(xiàn)、持續(xù)存在和消散的。湍流物體看起來是混亂的，但它們并不是隨機(jī)的。隨著時間的推移，在特定的條件下，湍流和分支形狀等模式會發(fā)展、持續(xù)存在并最終消散。物就是這樣產(chǎn)生和消亡的。

物質(zhì)不僅在不確定的量子水平上是布朗運動，而且在宏觀水平上也是如此。我們發(fā)現(xiàn)，從量子流體和激光到恒星和星系的形成都有湍流和漩渦。量子和經(jīng)典的湍流在某些方面有所不同，但它們也描繪了一幅共同的畫面，即可轉(zhuǎn)移的形式往往從過程中出現(xiàn)。布朗運動可以在自然界的每個層面上結(jié)晶為有序的模式，即使它們需要數(shù)百萬年的時間才能出現(xiàn)。布朗運動總是會產(chǎn)生某種程度的秩序。這種秩序就是物。

四、結(jié)論

我在這一章中試圖表明，物是通過物體流動而出現(xiàn)和持續(xù)存在的。我把流定義為一個不確定的能量和動量的過程，它不能被還原為任何直接可見物。然而，通過它們的布朗運動和湍流，流也會褶皺和展開成我們稱之為“物”的轉(zhuǎn)換模式。因此，流總是與物共存，就像河流與它的漩渦和湍流不可分割。

“流”是我的動力學(xué)理論的第一個概念，在下一章中，我想更準(zhǔn)確地說明這些物的布朗運動如何能褶皺成相對穩(wěn)定的物。