物理学发展到今天已经超越了牛顿经典力学，但它理解现实的框架仍然停留在19世纪，宇宙是永恒的，未来已经被决定，时间和自由意志只是幻觉。

这篇文章，我想建立时间之箭的现实，重新思考物理。时间之箭包括：

因果之箭——原因总是先于结果。

热力学之箭——有用的能量是不可逆地耗散（熵增加）。

宇宙之箭——当空间膨胀时，它会冷却。

功能复杂性之箭——对能源开放的系统自发地自组织耗散结构。

建立时间之箭的真实性，将物理、热力学和复杂性的演化统一在一个单一的概念框架内。

也许自然最显著的属性是它对自组织复杂性的驱动。自组织可以在“云的形成”中看到，在沙洲中像波浪一样的涟漪中看到，最引人注目的是，在结构、功能和生物及其生态系统的进化中看到。为什么我、生命和这个庞大的系统网络会存在？

要想对自组织的复杂性进行物理解释，至少需要对物理现实进行基本的想象。热力学原理可以解释为什么能量能维持生命及其进化。而我们也知道，系统趋向于最大熵和无序。我觉得科学中缺少了一些重要而基本的东西。

伊利亚·普里格金因为研究自组织耗散结构而获得了诺贝尔化学奖。耗散结构可以像水分子在受热时从随机碰撞中自发组织成连贯的对流那样简单，也可以像生命的起源和进化那样复杂。

一定存在某种理论来解释复杂性的进化。寻找这种理论需要深入到热力学和量子力学中。

热力学建立在经验验证的假设和原则之上。它包含了基本的不可逆性和随机性。它将不可逆的能量耗散和复杂性的自组织确立为自然和基本过程。此外，它还为量子力学中许多恼人的问题提供了常识性的解释。

今天的物理学状态

科学的核心是基于观察和测量的经验证据。三个很容易观察到的经验事实是：

总能量守恒的（热力学第一定律）

当一个孤立的系统做功时，它做功的能力下降，即使它的总能量守恒（热力学第二定律）

如果有足够多的外部能量，一个开放系统会自发地自组织耗散结构。

第一个经验事实是能量守恒，用热力学第一定律来表示。它是经验性的，被公认为是物理学的基本定律。

第二个经验事实是热力学第二定律。正如最初设想的那样，第二定律只是简单地说明可用的能量被耗散为周围的热量，而这些热量不能用于做功。这等价于熵的增加，熵是无序的一种度量。第二定律解释了为什么我们必须给汽车的油箱加油或给电池充电。它解释了为什么热量从高温流向低温，而不是相反；它解释了为什么水往下流而不是往上流。第二定律是一个公认的经验法则。它准确地描述了观测结果。

第三个经验事实描述了自然对自我组织的驱动，也通过经验观察得到了证实。自组织可以像从传导热流到对流热流的过渡一样简单。自组织也描述了生命的进化，这是由阳光的耗散维持的，符合热力学第二定律。自组织在物理系统中被认可，从量子到天文尺度；在生物学中，从分子到生态尺度；在经济和社会体系中也是如此。

然而，尽管有这些经过充分验证的经验事实，物理学已在最基本的层面上描述了世界是可逆的和时间对称的。这便是还原论。这一观点认为，一个复杂的系统可以通过将其分解成孤立的基本结构来理解。分解是可逆的，因此整体也是可逆的。物理学承认人的感知时间流向未来，原因先于结果，但物理定律并不区分过去和未来。物理学虽然承认“宇宙的熵在增加”的热力学第二定律，但并不认为熵增和热力学的时间箭头是基本定律。它承认对能源开放的系统可以自发地自组织复杂的结构，但它不能提供任何解释。

物理学被认为是最基础的科学，它深刻地影响着其他科学描述世界的方式。例如，生物学把生命的进化归结为对适者生存的选择，它将自然选择简化为一种自我实现的重复，消除了选择过程中相对价值的任何作用。

物理学也影响着人们对科学的一般认知。物理学没有承认时间的流动是基本的，没有承认我们做出选择的自由意志的结果，也没有承认价值观的作用，这与我们的个人经历形成了鲜明的对比。物理学和人类经验之间的这种不协调可能会导致公众普遍对科学持怀疑态度。

（未完）