第2章：进步与熵
本书首先遇到的问题之一，是进步问题。它本质上涉及按照某些价值，对世界变化方向作出评估。正如我们将看到的，一种评估方式与统计力学有关，按这种评估方式，世界整体的趋势是向下的。我们还会看到，这种评估方式未必与我们通常的人类道德价值体系相关。然而，这些道德价值体系如今又常常同一种进步信念联系在一起。这种信念既没有深厚的哲学根基，也没有充分的科学证据支持。
乐观主义与悲观主义之争，和文明一样古老。每一代人都有一些人，他们在时间的进程中只看见从黄金时代的衰落，看见向铁器时代下坡式的进步。每一代人也都有一些人，他们清点同时代人取得的改进，并认为这些改进是好的。
如今，悲观主义和乐观主义这两种倾向都带上了一种特别尖锐的意味，并都声称得到当代科学思想的支持。对悲观主义者而言，最符合他们宇宙解释的科学观念，似乎是我们在上一章附录中提到的熵。这个概念与模式的概念相连，表示一类模式中的无序量。它也同信息及其度量密切相关，而信息度量本质上是秩序的度量。信息量是对那些作为时间中消息分布的模式所特有的秩序程度的度量。
我已经把消息解释为一种分布在时间中的模式，并引入了消息信息量的概念。然而，模式的概念并不局限于分布在时间中的模式，信息量的概念本质上也只是秩序量概念应用于时间模式时的特殊情形。一般的秩序与无序观念，适用于各种类型的模式，也适用于时间序列这个特殊情形。它们不适用于孤立的某一个模式，而是适用于从一个较大集合中选出的一个模式集合，且较小集合具有某种概率度量。模式类型越可能，其中包含的秩序越少，因为秩序本质上就是随机性的缺乏。借用上一章末尾注释中解释过的对数概念，从一个较大集合选出的模式集合的秩序程度，通常度量为较小集合概率的负对数，其中较大集合的概率取为一。很抱歉，我不得不在这里回到高中数学的词汇。我所知没有哪个词能替代“对数”，而任何试图用定义取代它的做法，只会使我更像一个卖弄学问的人。
选择这种秩序与无序关系的对数尺度，依据与选择它来度量信息时相同。我们采用它，是因为当把两个完全独立的系统替换为一个更全面的单一系统时，它能把二者的秩序量相加。然而，物理学的传统并非度量秩序，而是度量无序。无序的度量是概率的正对数。通常，它不是相对于绝对水平来取，而是给这个对数加上适当的正常数，以便在我们关心的情形下使无序度量为正。这个正的无序度量，正是我们在上一章附录中称作熵的东西。它是物理学最基本的量之一，热力学第二定律说，在一个孤立系统中，熵减少的概率为零。
更形象地说，一个孤立系统将趋向于最大无序状态，或者说，趋向于最大可能的均匀性。这样的系统将死于玻尔兹曼所谓的“热寂”。
在情感上，这似乎等同于一种宇宙性的悲观主义，一场普遍的诸神黄昏或末日审判。然而，这一点极其重要，我们必须把这些宇宙物理价值同任何人类价值体系严格分开。情形与达尔文式进化中所见的情形完全平行。在达尔文式进化中，存活下来的物种显然是大量未能存活的模式的余留。一个物种的起源是极其罕见的事件，几乎无限地罕见于一个卵子成功受精、一个动物受孕和出生，甚至远比某个特定精子恰好处于可使卵子受精位置的最不可能奇迹还要罕见。再说，像鱼这样的动物，其发育早期不是作为受到保护的胎儿，而是作为自由游动的幼体度过，早死是其压倒性最常见的命运。尽管如此，还是有卵子受精，还是有精子成功使卵子受精，还是有鱼类幼体长成成体。从人类兴趣的角度看，这些奇迹般罕见的成功，以及新物种诞生的奇迹般罕见情形，远远压过自然界几乎连续不断的失败记录。
换言之，我们衡量自然，并不是在概率均等的尺度上，而是在一种极度偏重于新奇和有趣事物的尺度上。也许上帝会标记每一只麻雀的坠落，但如果他是一位拟人化的上帝，他对此并不会很在意。
请注意，热力学第二定律的断言局限在狭窄的范围内。我们所处理的是一个孤立或基本孤立的系统，这一说法至关重要。在一个孤立系统的非孤立部分中，会存在一些区域，按适当定义，这些区域的熵很可能降低。在这里，把系统各部分联结为一个较大系统的耦合1，一般既是能量性的，也是信息性的。我们从太阳接收的光，既为植被和天气提供能量来源，也告诉我们太阳中发生的事。过去关于动力系统不同部分之间耦合的观念，是能量起压倒性作用的观念。然而，量子理论以前的经典物理学，恰恰是一种允许以任意低的能量水平传递任意量信息的物理学。电报消息最初被认为可以无限微弱，却仍可借助适当设备在接收端读出。因此，在如今已逝去的旧物理学中，对熵和热力学第二定律重要的耦合，可能只涉及任意小的能量交换。
物理学的发展已导致能量与信息之间一种新的联系，这很有意思。电话线路或放大器中线路噪声的理论，就有一种粗略的形式。这种背景噪声可被证明无法避免，因为它取决于携带电流的电子的离散性，然而它确实具有破坏信息的能力。比这一事实更根本的是，后者要求线路具有一定通信功率以免消息被淹没，光本身具有原子结构，给定频率的光以称为光量子的团块辐射，其能量由该频率完全确定。因此，不存在低于单个光量子能量的辐射。信息传递不能没有某种最低限度的能量传递，因此能量耦合与信息耦合之间没有清晰边界。不过，就多数实际目的而言，光量子是极小的东西，有效信息耦合所需的能量传递也相当小。因此，当我们考虑树木或人的生长这类局部过程时，它直接或间接依赖来自太阳的辐射，巨大的局部熵减可以同相当适度的能量传递相关联。这是生物学的基本事实之一，尤其是光合作用理论的基本事实，光合作用是植物借助太阳光，由水和空气中的二氧化碳形成淀粉及其他生命所需复杂化学物质的化学过程。
应当悲观地解释热力学第二定律，还是不赋予它任何阴郁含义，取决于一方面我们赋予整个宇宙的重要性，另一方面我们赋予其中发现的局部熵减岛屿的重要性。请记住，我们自己就是这样一个熵减岛屿，我们生活在其他这样的岛屿之间。因此，近处与远处在预期上的通常差别，使我们赋予熵减和秩序增加区域的权重，远高于赋予整个宇宙的权重。譬如，生命很可能是宇宙中的罕见现象，也许局限于太阳系，甚至如果我们考虑的生命层次可与我们主要关心的层次相比，也许只局限于地球。然而，我们生活在地球上，宇宙其他地方可能没有生命，对我们并不十分重要，肯定不重要到与宇宙其余部分压倒性的巨大规模相称。
再说，生命很可能只属于有限的一段时间。在最早的地质年代之前它并不存在，将来地球很可能再次成为无生命的、燃尽或冻尽的行星。我们知道，像我们所知的生命所必需的化学反应，只能在极其有限的物理条件范围内发生。对我们而言，即使不把生命限制为类似人类生命的东西，使生命以任何形式在地球上延续的幸运偶然，终将以彻底而灾难性的方式结束，这几乎是不言而喻的。然而，我们或许可以构筑自己的价值体系，使这种暂时的生命存在偶然，以及更为短暂的人类存在偶然，尽管转瞬即逝，仍被视为至关重要的正面价值。
毕竟，我们远非公正无私到会在宇宙概率的巨大尺度上制定重要的人类价值。我们不得不用人类的价值标准来衡量人类环境，这很可能引导我们走向一种对我们、对当下而言的乐观主义。然而，这一切背后存在着比特拉普派座右铭更普遍、更强制性的“记住你将死去”。从一个十分真实的意义上说，我们是注定毁灭的行星上的遇难乘客。但即使在船难中，人类的体面与人类的价值也未必全都消失，我们必须尽量发挥它们的作用。我们终将沉没，但让我们以一种可以期待其配得上我们尊严的方式沉没。
到这里，我们所谈的悲观主义，更多是自称科学家的知识性悲观主义，而不是触及普通人的情感性悲观主义。我们已经看到，熵理论以及宇宙最终热寂的考量，不必带来初看时似乎具有的那样深刻的压抑性道德后果。然而，即使这种有限的未来考量，也不合普通人的情感亢奋，尤其不合普通美国人的情感亢奋。
美国中上阶层普通儿童所受的教育，是如此殷勤地保护他不意识到死亡和厄运。他在圣诞老人的气氛中成长，当他得知圣诞老人只是神话时，便痛哭流涕。实际上，他从未完全接受圣诞老人从自己众神殿中被移除，并在此后一生的很大部分时间里寻找某种情感替代品。
个人死亡的事实和灾难的可能性，由其晚年经历强加给他。然而，他试图把这些不幸现实贬为偶然，并建设一个没有不愉快位置的人间天堂。对他来说，这个人间天堂是永恒进步，是向更大、更好的事物不断攀升。
这种进步观有两个方面，一个是事实方面，另一个是伦理方面，也就是说，它提供赞同和不赞同的标准。就事实而言，它断言，地理发现的早期推进，其开端与近代的开始相应，将延续为无限期的发明时代，延续为发现控制人类环境的新技术的时代。进步的信徒说，这一过程将不断继续，在对人类思考而言并不遥远的未来，看不到明确终点。作为一种伦理原则，维护进步观的人把这种无限且近乎自发的变化过程视为善事，并以此为基础，向后代保证一个人间天堂。人可以相信进步是事实，却不相信进步是伦理原则。但在普通美国人的教义问答中，二者相伴而行。
我们中太多人沉浸在这个进步世界里，以至于既没有注意到进步信念只属于有记载历史的一小部分，也没有注意到它与我们自己的宗教信仰和传统决裂。无论对天主教、基督教新教，还是对犹太教而言，世界都不是一个好地方，也不是一个可以期待持久幸福的地方。教会为德行提供的报酬，不是地上君王通行的货币，而是一张开往天堂的期票。它把世界同肉体和魔鬼一并置于恶名之中。它等待基督再临和最终审判。此后地球将毁灭，蒙福者将在天国的欢乐中存留至永恒，恶人则被判处没有任何终结希望可缓和的苦难。
加尔文主义者本质上接受这一切，但另加了一笔黑暗的注脚，即将在审判日通过可怖最终考试的上帝选民寥寥无几，而且由上帝任意的敕令选定。为了确保此事，地上的任何德行、任何道德正直，都不能指望有丝毫用处。许多好人将被诅咒。加尔文主义者甚至不期望在天堂为自己找到福乐，当然更不会在地上期待它。
此外，希伯来先知对人类未来，甚至对他们所选中的以色列未来，评价也绝不欢快。宏大的道德剧《约伯记》虽然给予约伯精神上的胜利，虽然主屈尊归还他的羊群、仆人和妻子，却仍未保证这种相对幸福的结局可以期待发生，除非出于上帝的任意性。
共产主义者和进步信徒一样，期待的是人间天堂，而不是死后个人存在中可兑现的个人奖赏。他含蓄地相信，人类并非无法达到它。然而，他相信这个人间天堂不会不经斗争而自行到来。他对未来的大糖果山，和对死后天上的馅饼一样怀疑。伊斯兰教意为服从上帝意志，对进步理想也并不更为接纳。至于佛教，它盼望涅槃和摆脱外在的因果之轮，我无需多说，它无可挽回地反对进步观，印度所有同源宗教也是如此。
也许整个世界太宽广，无法清楚显示当前进步时代的信条与此前许多世界观之间的对比。暂且让我把焦点缩小到世界的一角，即新英格兰。当新英格兰的财富在海上，在海运自地球各端的货物中，而波士顿商人骄傲地拥有庞大舰队时，他按照约翰·加尔文的福音敬拜上帝。水手，无论在后甲板行走还是睡在船首舱，都很清楚海洋并不会自动带来吉兆。灾难性死亡的可能性每天都真实存在，船东也不能免于接触同样的现实。一场风暴就能使他从富人变成街头乞丐。选民极少，任何数量的德行也不能确保跻身其列。
石船队灾难以及波因特巴罗大冰冻中捕鲸船毁灭之后，新英格兰资本离开海洋，再未归返。它为什么离开海洋，又去了哪里？一方面，殖民地时代和联邦早期新英格兰特有的冒险时期，已在一代模仿者手中耗尽。另一方面，亚历山大·阿加西的地质发现开辟了西北部的新铜矿，许多曾航行七海的波士顿财富，如今在卡卢梅特和赫克拉的股票与债券中找到了安全泊位。新英格兰从商人冒险家的共同体，变成食利者和不在地主的共同体。同时，波士顿产生了一场新的宗教运动，即玛丽·贝克·埃迪的新福音，也就是所谓基督教科学派。
这个新宗教并不关心救赎。救赎也许在其圣书中出现为一个措辞，但基督教科学派信徒更关心通过证明自己在精神上高于消化不良，来消除这个世界的痛苦与邪恶。疾病是一种精神错误，必须通过否认它而消除。不要忘记，优质债券的所有者很容易否认自己与收入来源的任何联系，也否认自己对获得收入手段的任何责任。在这个食利者的天堂中，乘着他人发明不断铺成的魔毯漂浮穿过永恒的前景，似乎并不比人生任何现实更遥远。责任与死亡和疾病一同被逐出。
进步信念除这种舒适、被动的一面外，还有另一面，似乎带着更男性化、更有力的含义。对普通美国人来说，进步意味着征服西部，意味着边疆的经济无政府状态，意味着欧文·威斯特和西奥多·罗斯福那种充满力量的散文。从历史上说，边疆当然是完全真实的现象。多年来，美国的发展以始终位于更西方的空旷土地为背景。然而，许多歌颂这个边疆的人，恰恰是在赞美过去。早在1890年，人口普查就注意到真正边疆条件的终结，国家尚未消耗、尚未被占用的大量资源在地理上的界限，已经被清楚划定。
就此而言，西奥多·罗斯福的生涯引人作出许多有趣评论。他是露天强健生活的先知，是“自然骗子”不可调和的敌人。然而，他所献身的那种血气方刚的户外生活，已经开始具有神话性质。他在达科他州的狂野西部青年时期，恰好处于边疆最后保留为飞地的地区，那时美国的大边疆已经越过那里。他在非洲作为猎人的历险，属于大型猎物已开始被限制于大保护区的时期。这些保护区为延续一项垂死的运动而设，也为未来博物学家充当露天博物馆。如今巴西可按“怀疑河”方式探险的地区已不多，人总觉得这道探险家的美味小点心，是特别仁慈的命运留下来，作为年迈罗斯福最后一场演出的舞台。在装饰纽约自然历史博物馆罗斯福厅的那些蒙太奇中，应该有一幅显示罗斯福远征队，前景是恰当的纸叶草原植被，背景是画出的地平线。
普通人很难获得一种历史视角，把进步缩减到适当的尺度。南北战争中大部分战斗所用的滑膛枪，只比滑铁卢战役所携带的略有改进，而后者又几乎可与马尔伯勒军队在低地国家使用的“棕色贝丝”互换。然而，手持火器从十五世纪或更早就已存在，大炮的出现还要早一百多年。滑膛枪的射程是否曾大大超过最好的长弓，颇可怀疑，确定无疑的是，它在准确性和射速上从未赶上长弓。但长弓是石器时代几乎未经改进的发明。2
再说，在木制战舰退出海洋之前不久，尽管它绝非完全停滞，却拥有一种自十七世纪早期以来基本要素颇少改变的模式，即使在那时，它的祖先也可上溯多个世纪。哥伦布的一名水手在法拉格特的船上会是一名有价值的熟练水手。即使把载圣保罗前往马耳他的船上一名水手，放到约瑟夫·康拉德某艘三桅帆船上充当船首水手，他也会相当自在。达契亚边境的一名罗马牧牛人，能相当胜任地做一名牛仔，把长角牛从德克萨斯平原赶到铁路终点，虽然抵达后所见会使他震惊。巴比伦一名神庙庄园管理者，无须学习簿记或奴隶管理，就能经营南方早期种植园。总之，绝大多数人基本生活条件反复经历革命性变化的时期，直到文艺复兴和大航海时代才开始，直到深入十九世纪才达到类似今天的加速步伐。
在这种情况下，历史中无处可找到蒸汽机、轮船、机车、现代金属冶炼、电报与跨洋电缆、电力、炸药和现代高爆弹、飞机、电子管及原子弹这些成功发明的对应物。宣告青铜时代起源的冶金发明，无论在时间上还是数量上，都不足以构成有力反例。古典经济学家大可从容向我们保证，这些变化纯属程度变化，程度变化不会使历史类比失效。药用剂量的士的宁与致死剂量之差，也只是程度之差。
这里我想评论一下科学盲最喜爱的错误，即不能理解，甚至不能设想线性过程以外的任何过程。线性过程是指，某一原因产生某一效果时，原因加倍就会使效果加倍。这是连科学家也最容易描述的过程。当他用某种技术诀窍成功用线性术语解释复杂现象时，他会十分高兴。然而，自然与实验中真正的灾变现象，没有一个哪怕接近线性。如果我拿一块玻璃，向它投掷一个钢球，那么当速度较小时，球会以近似弹性的方式从玻璃反弹。在这些条件下，如果我把球的速度加倍，反射后其速度也会接近加倍。也就是说，这种现象的线性近似，对大多数普通目的都会令人满意。然而，在某个我们无法精确指明的点上，现象过程会变得很不一样。应力会超过玻璃在其各部分不分离时所能承受的程度，于是出现初生裂缝。形成这道裂缝时，玻璃内部的应力会发生极大重新排列。裂缝将在一个由于裂缝本身尖锐而应力极大的区域终止。因此，裂缝会倾向于越过任何既定终点延伸，在新终点又承受分离应力。
在这种状态下，极小的原因会产生极大的效果。玻璃中完全未预见和未知的不规则性，可能使裂缝向右或向左偏转。这样的过程很可能涉及吸收相当多的能量。钢球本身不再以准弹性方式反射，而会近于落死。完整玻璃与破碎玻璃之间原因的差别仍然只是程度之差，效果的差别却是简单反射与一块破窗玻璃之间的差别。
换言之，尽管在相当广的限度内，在充分短的时间间隔上，原因的小变化会产生效果的小变化，但这个时间间隔的尺度，并非我们不详细了解系统动力学便可先验确定。两个几乎相同原因的长期结果，会随时间发散，直至最终差异达到任何程度。就此目的而言，一千年可能是短时间，千分之一秒可能是长时间，取决于所考察的特定系统。只需轻微改变枪击针的冲力，就能把哑火变成子弹的有效发射。如果这支枪在刺客手中，这个趋于零的小差异，就可能造成革命与和平政治发展之间的差异。因此，所谓环境中巨大数量变化与性质变化之间的差异，经不起仔细审视。
如今，科学史和科学社会学建立在这样一个观念上，即所处理的不同特殊情形具有足够相似性，因此一个时期的社会机制与另一个时期的社会机制相关。然而，确实可以说，自近代史开始以来，现象的整体尺度已经改变得足够大，不能轻易把早期阶段得出的政治、种族和经济观念转移到今天。同样明显的是，近代时期本身高度异质。
在普通人看来，近代以他认为有德性的进步迅速为特征。也同样可以说，近代是持续且无约束剥削的时代，既剥削自然资源，也剥削被征服的所谓原始民族，最后还系统地剥削普通人。近代始于探索时代。
欧洲第一次意识到，有大片人口稀少的地区可以容纳超过当时欧洲人口的人数，其中充满未开发资源，不仅有金银，还有其他商业商品。这些资源似乎取之不尽，实际上按1500年社会活动的尺度，它们耗尽以及新国家人口饱和仍很遥远。四百五十年，比大多数人愿意向前看的距离更远。
然而，新土地的存在鼓励了一种很像爱丽丝茶会的态度。当一个座位上的茶和糕点吃完时，疯帽匠和三月兔最自然的做法，就是移到下一个座位并占据它。当爱丽丝问他们再回到原来位置时会怎样，三月兔便改变话题。对那些过去历史跨度不足五千年，又预期千禧年和最后审判日可能在短得多时间内降临的人来说，这种疯帽匠政策显得极自然。随着时间流逝，美洲的茶桌并没有证明是无限的。事实上，从一个座位转向下一个座位的速度，大概正以仍在增加的速度增长。
上个世纪大部分时间欧洲的稳定和平，大大减少了高风险、高回报资本投资的机会。英国银行的统一公债，英国巨富传统的存放处，利率愈降愈低。在这些条件下，新土地提供了一种有合理机会获得大收益的投机投资，其中美利坚合众国在货币市场上居首。因此，美国的发展受到东部各州和海外人们分享这片新汤姆·蒂德勒乐园的愿望推动，远远超过其内在迅速的正常速度。
一种新的发明技术已经兴起，以赶上新的地理边疆，铁路迅速取得成功。到1870年，它已经横跨新土地，甚至以其他方式无法做到的方式，把加利福尼亚纳入联邦。事实上，若非南北战争期间及其后国家精疲力竭，太平洋铁路的出现本可早很多年。
实际上，是铁路与电报把所谓合众的各州联合起来。1870年，从墨西哥夺取的大部分领土以及俄勒冈和华盛顿北部地区，仍是广阔的空白地带。按当时人们的看法，它们为宅地耕作和放牧提供了取之不尽的空间，甚至为遥远未来的工业发展提供了地点。仅仅二十年后，这个新开辟的边疆已经开始消失。中世纪欧洲，甚至十八世纪欧洲生活方式的一千年，也不可能像我们自己一个世纪的挥霍做法那样彻底耗尽资源。
只要我们起初拥有的丰富自然禀赋还留有任何东西，我们的民族英雄就是最成功把这种禀赋变成现款的剥削者。在自由企业理论中，我们把他抬高，好像他创造了自己偷窃和挥霍的财富。我们为当日繁荣而活，希望某个仁慈的天堂宽恕我们的过度，使我们贫困的孙辈仍能生活。这就是所谓第五种自由。
在这些条件下，发明带来的新资源自然被用于更快地剥削土地资源。镐和铲的矿工让位于蒸汽挖掘机操作员。梅萨比岭看似取之不尽的铁矿资源，已被开采到尾矿。这确实是上次战争的结果，但同样真实的是，我们已决定按自己的传统作战，以快得多的速度耗尽自己已减少的资源。这种游戏还有一个不同于战争的名称，也叫“以邻为壑”。
在这个耗尽资源的过程中，我们在其他国家中发现两个热心竞争者，英国和战前德国。但两者都不像我们这样完全掌握浪费艺术。如今我们正在刮桶底。国内石油供应只能靠不断发现新油田维持，其中大多数不在美国。一个油田从发现到枯竭，往往不过二十年。锡已在全球成为稀有金属，铅正步其后尘。铜是电气工业的基础，但我们几乎已不能像阿兹特克人使用黄金那样奢侈地使用铜。我们的牛肉开始来自阿根廷，木浆早已来自加拿大和瑞典。
显然，这不可能持续许多世纪，甚至许多几十年，而不因我们所寻求材料的纯然缺失而终止。我想，如果我们假定当下技术延续，普通聪明商人会赞同这句话。然而，他把希望寄托于技术技能与发明持续的未来发展。
技术技能和发明确实带我们走得很远。父辈时代还是稀有金属的铝，已是现代工业支柱之一，并已在许多远距离输电线路建设中取代铜。我们从海中获取镁。在所有资源中，海洋最取之不尽。童年时的木制器具和容器让位于纸板和塑料，铝箔取代了过去用来包裹包裹的锡箔。油井和化工厂的橡胶，是种植园橡胶的永久竞争者。战争切断我们同东方的联系时，尼龙也取代了丝绸。发明不仅为我们带来帮助和便利，甚至已成为没有它我们早会落入普遍匮乏魔爪的东西。
然而，有些地方发明并不承诺填补我们不断增长需求的缺口。即使最好情形，世界煤炭供应也不过数百年，石油供应不过数十年。二者都是至关重要的能源。全世界水力，即使在水源与海之间完整落差上开发，也不足以替代我们目前的煤炭和石油使用。已知可裂变原子能材料的供应，已被数十年后提出的要求预订得超过限额，而将这些资源用作武器，已严重且永久地危及其作为和平能源的价值。总之，几代人之后人类的基本需要，取决于尚不存在的发明能否出现。
发明发生的过程极其复杂，甚至发明者本人也常常不很了解。它当然含有大量偶然元素，但并非完全随机。不同地区彼此没有联系的发明家同时作出发明，这一现象太常见，不能被视为纯粹巧合。气体液化和电话传输语音，都是这种并列第一的例子。
或许在这种情形中，某些发明的跑道已经清空，于是不止一个人利用了变化后的局面。使发明或发现转入新方向的情况，可能是像真空管那样技术上的根本创新，也可能是像量子理论或物质与能量等价性那样新的思想概念。然而，把公众显而易见的发明归因于技术和科学思想的奠基性改变，只是把发明统计发生率的问题推回更早的地方。在这个更高层面上，发明几乎肯定应在某种意义上被视为随机和偶然。它们是一个我们了解得过于有限的系统中的罕见事件，以至于我们甚至不能自信地应用概率和统计之类的概念。
因此，当我们依赖未来发明把我们从挥霍自然资源带来的局面中解救出来时，我们表现出民族对赌博的热爱和对赌徒的崇拜，但所处情形是任何明智赌徒都不愿下注的情形。无论成功扑克玩家必须有什么技巧，他至少必须知道手中牌的价值。在这场有关未来发明的赌博中，没人知道一手牌的价值。
如果食品供应不足，或一种新疾病威胁我们，缓解它的发明必须在饥荒和瘟疫完成其工作之前作出。如今我们离饥荒和瘟疫比自己愿意想的更近。纽约供水中断六小时，死亡率就会显示出来。为城市运送供应品的通常列车中断四十八小时，一些人就会饿死。每一位处理大城市公共设施管理的工程师，都曾因人们每天愿意承担且不得不承担的风险，以及受其管理者对这些风险自满的无知，而感到恐惧。
贸易增长和人类统一本身，使波动风险日益致命。过去，世界一处的灾难可能在其他地方几乎无人注意。罗马陷落，在几乎不知道罗马存在的中国很少被意识到。帖木儿能在中亚建造人头金字塔，对西欧的影响也不过是香料与丝绸贸易令人烦恼的中断。把这同上次世界大战留下的普遍苦难相比。本世纪以前，没有一场单一灾变能同时把德国降至三十年战争后的水平，能使中国受到超过长城以北部族所有入侵的破坏，能使印度充满内部争斗，能把英国带入贫瘠的紧缩状态，并彻底扰乱美国的理想和经济生活。即使同帖木儿在今天中亚的战争相比，这场最新战争的浩劫，也超过那位毁灭大师地方性浩劫的一百倍。
即使不考虑战争，我们也能看出自己比以往任何时候都更赤裸地暴露在灾难之前。旧日，检疫为各国提供一些防病保护。现在，一个感染斑疹伤寒、疟疾或腺鼠疫的人完全可以登上去美国的飞机，在任何症状显现前下机。因此疾病容易在我们之间蔓延。我们抗击疾病的方法确实达到越来越高的发展水平，但人民健康的保护从未像现在这样是一场一触即发的斗争，几分钟的错误也从未如此致命。
即使五十年前，我们的城市仍主要由近邻供应牛奶和蔬菜。局部作物歉收对每个地区的人都是严重事情，但除非它由覆盖极广地理范围的坏天气造成，对整个国家并无大碍。如今，我们的蔬菜来自特拉华、得克萨斯南部、佛罗里达和加利福尼亚。水果主要来自本国亚热带地区以及西班牙语美洲。条件较差的郊区菜园和果园已不复存在，连乳业也不健康。
火车和卡车运输暂时紊乱，就能使依赖长途运输的食品业如此失调，造成比以往大得多的严重后果。
平均而言，我们现在比过去任何时候都生活得更富足。我所说的是，这种富足严重紊乱和毁灭的可能性，比过去大得多。国际联系的紧密如何增加世界的脆弱性，可从对日战争对橡胶和丝绸工业的影响看出。如前所述，马来亚被占领迫使我们依靠新合成橡胶，同日本贸易中断则把丝绸逐出市场，并把该市场开放给尼龙。在这个例子中，合成橡胶和合成丝都已发展到足以合理期待通过强制发展这些合成产品弥补损失的程度。我们未必总是如此幸运。我重申，当需要新的产品或过程时，绝无最微小的保证说我们会发现它就在手边。而即使一项重要替代失败，也可能对人类是致命的。
一个我们没有太多时间缓解的威胁情形，是土壤地下水位下降。这一现象不局限于一个地区。它见于加利福尼亚、美国东部各州和英国伦敦盆地。即使供水最好的共同体，本地可用淡水也几乎不足以满足现代工业压倒性的需要。在像加利福尼亚这样的共同体中，甚至不足以满足现代个人生活方式。于是纽约喝干阿迪朗达克山的小溪，洛杉矶用科罗拉多河浇灌干涸的草坪，甚至像波士顿这样较小的共同体也必须远行数英里获取供水。结果是持续提取土壤中的水，而可动用的银行账户日益减少。总有一天，我们的支票会被退回，标注“余额不足”。
有人提出很出色的建议，直接从海水提取淡水以缓解此局面。通常的海水蒸馏方法在这里极不经济。水的蒸发热很大，而盐在水中的溶解热很小，以至于人们想到寻找某种能使海水中盐沉淀的化学物质。经过一个廉价的循环操作后，这种化学物质再被使用。然而，如果海水要在城市供水或灌溉中发挥作用，尚未发现任何足以廉价用于这种巨大用量的物质。
工程师确实已开发某些高压蒸馏形式，比任何普通蒸馏都经济得多。如果天然水源必须泵送数百英里，它们开始使蒸馏海水能同天然水源竞争。对洛杉矶这种基本处于海平面的城市，我们很快可能听到更多有关蒸馏海水的消息。然而，水蒸馏后必须提升到城市供水或灌溉所需的任何高度。如果大规模进行，这一任务相当于让美国的河流逆坡而流。只有以新的廉价能源供应为基础，才可以设想。即使原子能尚未成熟到可作这种用途，也可能永远不会成熟。若我们征服这一问题，也只能在一场不知能否获胜的斗争中做到，直到取得胜利前都无法确定。
我们许多人习惯于用物理科学而不是生物科学的术语思考进步与发明。然而，也许最近一个世纪中最关键的变化，是在医学中记录下来的。从梅毒到猩红热，从斑疹伤寒到肺炎，无论由细菌、病毒、动物寄生虫还是立克次体引起，我们对传染病的征服如此戏剧性，以至于改变了日常生活本身的前提。在先进共同体中，我们忘记了祖父时代标志婴儿死亡率的一排小墓碑。我们忘记了济慈这样的肺痨诗人，也忘记了海涅这样的梅毒诗人，他因青年罪过在脊髓痨患者床墓的折磨中受苦。伦敦码头医院头骨腐烂的病人，不再为现代霍加斯提供恐怖主题。就连曾给我们幼年叔伯姑姨造成如此浩劫的白喉，以及上一代人受凉后便受到威胁的肺炎，也缩小到相对很小的程度。这些疾病尚未消灭，但在现代化学疗法和抗生素帮助下，正在走向消失。若尚未完全消失，至少共同体认为它们如此有辱其卫生水平，以至于再也不能容忍甚至单一病例而不采取彻底行动。
确实，如今许多有广泛行医经验的医生一生从未见过典型白喉病例。另一方面，一百年前最好的医生也需严格训练，才适合充当现代医院的护理员。医学压倒性进步确实有一些缺口，当代最好的医学意见对此并不自豪。癌症仍躲避着我们。麻醉和无菌术的发现，确实使外科取得巨大进步。它们允许我们对癌症患者早期实施根治性手术，给出过去几乎不存在的生存希望。手术刀、热丝和凝固电极，与X射线和镭制成的新型深切且有选择性的刀具分享胜利。然而，到了不能使用这些外在而破坏性的工具时，它们只充当权宜之计，通常也就太晚，无法救治病人。
我们的大型癌症实验室确实试图以大规模攻势解决问题，但它们给我们的希望仍是开给未来发明的承兑汇票，而未来尚未兑付。我们大大改善了个别癌症病人的机会，却仍在癌症的核心问题面前无能为力。
我们关于癌症所说的话，只需略作修改，便适用于其他重大退行性疾病。大多数神经系统退行性疾病仍超出我们的能力。最好的情形下，我们只能减轻病人痛苦并延长生命。对于精神疾病，我们做了很多来改善病人状况，甚至在某些情形中治愈，但在很大程度上我们并不了解自己的治愈，而那些处于精神失常边缘的人中，我们预计能重返街头的也只是一部分。
这些是未来的问题。我们只能希望最好结果。未来是否能解决这些问题，没人知道。尽管承认这些未征服的疾病领域存在，医学过去五百年仍是胜利的进步。然而，它也带来一些新危险，淡化它们将是愚蠢的。
首先，恰恰在我们最伟大的胜利现场，即征服传染病，我们绝不能忘记自己正同一个多形而足智多谋的敌人战斗。我们早期使用磺胺药物太笨拙，以至于给许多病菌机会发展出对这些物质相对免疫的菌株。磺胺药物的效力已经降至起初的一小部分。早期使用者既没有信息，也常常没有勇气，以足以根除疾病而非只是暂时压制它的剂量使用。
因此，尽管我们在理解和照护健康上取得巨大进展，进步一词在不止一个情形中带有强烈的匹克威克式成分。即便如此，进步观在医学中获得最有效的证实。然而，即使在这里，我们的进步中和评价进步的方法中，都有非常严重的缺口，需要严肃的批判讨论。
就精神病病例，也就许多其他病例而言，我要谴责大多数医生对统计学漫不经心的玩法。一种疾病首先在它呈现急性甚至暴发形式的病例中被认识。因此，早期统计会让无论何种疾病都显出高死亡率和一长串并发症。后来，在病得较轻的患者中，人们认出类似的生理或精神变化，而他们很可能无论如何也会康复。至少其中许多人，即使没有治疗，也可能过数年有用生活。接受治疗后，这些较轻病例的反应远优于已注定死亡的病例。“啊哈，”医生说，“看看我的统计。受尊敬的前辈只救活一半患者，我救活九成。”医学多么伟大的胜利。这种更多发生在诊断而非治疗上的改变，正是造成精神病院大量拥挤和许多所谓治愈的原因。
这些都只是次要缺陷。现代医学真正的危险深得多。人类饮食与其他医疗习惯的改变极为深刻，随着天然食物供应耗尽，我们不得不到更远处补充，它每年会变得更深刻。这些变化未必全然无害。以现代化学技术，我们能随意氢化或脱氢脂肪。此外，部分是目前的发展，部分是可预期的近未来发展，我们可能把石油产品转化为脂肪酸和甘油，从油井中制造合成食品。在这些情形中，通常所谓化学纯度也许相对容易实现，但这种有限的化学纯度并不必然构成医学纯度。我们必须始终警惕，改造食用油所用的少量催化剂不会产生可能需一生才显现的缓慢毒性影响。我们必须警惕，如果开始用矿物油作食品原料，不会从油中保留或在其中制造极少量致癌物或诱癌物质。即使这些及其他有害产品的量极微小，经过多年表面无害的使用后也可能致命，并可能造成退行性疾病的伤亡。可以确定，食品加工使我们承受许多全国性乃至全人类性的风险，它们可能到太晚时才显现，以致无法对它们采取多少行动。
但现代医学最直接的危险不在这个方向。每一位人口专家都知道，我们人口的年龄结构已经发生巨大且迅速变化。医学进步仍在增加平均寿命和如今活着但否则本会死亡的人数，但增加在较高年龄组中不成比例地大。它掩盖了人口生殖能力的真实指标，它不是活着总人数，而是青春期到绝经期之间已婚妇女的总数。这个数肯定增长得远比总人口慢，也可能正在下降。维持老年人生存的社会压力，可能进一步降低共同体生殖指标。我们正处在关闭学校、开办养老院的边缘。我们繁殖得够快以维持生存吗？我们应在什么水平维持节育？
人口平衡的整个问题很微妙。最先清楚思考这个问题的人之一是马尔萨斯。他指出，自由供养的人口普遍倾向于繁殖到超过其营养资源。自马尔萨斯以来，这种倾向确实被我们增加的土地和运输资源掩盖，甚至有经济学家大胆否认它曾存在过。然而，它只是被掩盖，中国、印度和西方国家人口的增长，已经与几乎其他任何时代都无法显示的饥荒发生率相关联。
这里大概是我详细讨论达尔文式进化及其对流行进步意识形态历史影响的恰当位置。达尔文进化论必须同拉马克和伊拉斯谟·达尔文，即查尔斯的祖父，较早提出的此类观念清楚区分。较早的进化论形式同《圣经》一段话直接矛盾，那段话说，人不能靠思考使自己的身量增加一肘。它们假定某种过程，动物或植物为适应当前环境而需要某一变异时，会优先促成这个变异而不是其他变异。这些是生机论理论，假定存在塞缪尔·巴特勒和伯纳德·肖常谈的生命力，并已成为当前苏维埃俄国掌权派别偏爱的信条。按我对此信条的理解，它包含两个未必等价的陈述。第一种更可辩护，认为物种遗传不会直接产生后代形态，而是通过也涉及环境的方式产生。第二种则可视为没有充分证据支持，认为环境将直接召唤出使其条件下生存成为可能的那些变异。
正是拉马克进化论，给当前对进步的情感态度染上色彩。普通进步倡导者相信一种有利于人的生命力，不断驱使人走向越来越大的成功。在这一点上，他同苏联官方生物学最不科学的一面一致。
查尔斯·达尔文没有完全否定拉马克观点，但他加入一个补充它的要素，这一要素在后世学者手中注定取代它。该要素包含在自然选择理论中。按达尔文本人以及其共同发现者华莱士的说法，它直接源于马尔萨斯的影响。
按这种观点，无论变异过程本质是什么，变异都没有特别倾向于有利于发生它的个体或其后代。事实上，大多数变异是畸形和失败。极偶尔地，会产生一个变异，比变异前状态更成功地使个体适应其特定环境中的生存。
在马尔萨斯式食物斗争和个体间其他竞争中，这些有利变异将生存并产生后代，而单纯畸形的变异将灭绝且不留后代。如果我们假定变异倾向于采取可遗传形式，不同变异形式会彼此分离到不杂交，至少不产生有活力且可育杂种的程度，新的有利变异将倾向于取代先前正常形式，最终成为新物种。这可能不止向一个方向发生，因此新存活形式常会产生不止一个物种。
在这一进化理论中，存活物种模式表面上的目的性，并非由不断将它们推向更高层次的生命力产生，而是由一种擦除过程产生，其中只有与环境大致平衡的形式能够存活。另一方面，与环境较不协调的形式，会被较适合形式的竞争排挤出去。物种模式因而由淘汰过程产生，这类似于我们溶解叶片叶肉，只保留其叶脉花边时得到的模式。
我说过，达尔文没有断然否定拉马克式进化。然而，他的继承者如魏斯曼，作出明确努力为拉马克主义取得肯定证据，但失败了。尤其是，他们努力观察，在持续残毁下，一个物种的动物最终是否产生显示该残毁的后代。当然，可以反驳说，残毁也许是一般拉马克过程的例外。无论如何，在很特殊条件下取得的否定证据，也未必能抵消其他地方的肯定证据。然而，拉马克式进化没有出现清楚明确的证据。事实上，俄国李森科派对拉马克理论的热心，具备一切试图缩短实验、说服世界采取更适合其政治观点形式的特征。还必须承认，它含有强烈且或许不无道理的经济因素。争点在于，苏联资金的最大份额应投向孟德尔主义者的长期工作，还是投向较不科学却未必无效的职业动植物育种者工作。用美国说法，就是T. H. 摩根对伯班克。
伯班克和俄国动植物育种者在实践中并未完全彻底地失去信誉，但大量证据表明，T. H. 摩根这样的遗传学家，对拉马克要素在进化中作用很小的评价基本正确。T. H. 摩根等人表明，严格的达尔文进化论与现代孟德尔主义中已确立的基因观点一致。J. B. S. 霍尔丹及其学派，从摩根观点中引出数学结论，并确立了一种纯达尔文来源的进化速率，至少不与观察事实严重不一致。因此，目前进化已被归结为一种过程的副产品，这个过程丝毫不有利于种族生存，在道德上完全等同于马尔萨斯主义。
实际上，苏联反对马尔萨斯主义，尽管作为科学事实不可辩护，至少含有一种似是而非、近乎道德的理由，即马尔萨斯主义曾被极不正当地用作残酷无情的道德借口。断言存活物种因其拥有某种生存的道德权利而存活，同寻求一种永远将我们推向前进和上升的生命力一样，都离达尔文主义本质很远。绦虫的进化谱系至少与人一样长，结果也不过产生更适合做绦虫的动物。那个以比弱小对手更适合生存为自己辩护的无情商人，只是用一个与道德价值无关的拙劣双关来为行为辩护。
不过，这种近乎道德化的马尔萨斯主义有些修正形式，似乎甚至对本该更明白的人也有一定说服力。我亲耳听到一些自认为消息灵通的自由派人类学家主张，在英国已投入其非洲殖民地的花生种植新项目中，为避免英国自身威胁性的、不幸的命运，最好拒绝原住民享受现代医疗帮助。他们说，否则婴儿死亡率会下降，原住民会在自身繁殖中吸收所有新创造的丰饶。某种这样的婴儿灭绝过程确实可能发生，这并不违背殖民史记录。
然而，如果这种拒绝医疗援助是有意识地做出，甚至即使无意做出，而事实传到那些今日英国人和美国人喜欢自认为是的英国人和美国人心中，这会如此彻底地摧毁任何高尚道德地位的主张，以至于简直无法容忍。即使白人地位的丧失，也更能被接受为一场灾难。毕竟，任何有理智的人都知道，正如他在地球上的停留有限，人类也是有限的，普通正派公民宁愿缩短自己的停留和自己种族的停留，也不愿承受为大规模谋杀和屠杀负责的耻辱。
人类学家或许说，这只是我们的禁忌之一，其他文化未必共有。但人类学家很清楚，我们所有道德都是禁忌，不能被解释为个人或种族生存的需要。为确保白人至上而沿着这些思想路线前进，只是同意一切人反对一切人的战争。对我们中以自己的传统文明而自豪的人来说，这只能导致外在和内在的诅咒。
在较保守经济学家中流行一种廉价乐观主义，大意是，因为我们尚未被灾难吞噬，就永远不会被吞噬。然而，地质档案甚至近代生物史表明，许多动物种族已经灭绝。根据我们现在仍继续存在来论证种族不朽，与根据我们从未死过来论证个人不朽，处于同一水平。因此，了解其他种族在什么情况下消亡，对我们很有意思，也相当重要。
在某些已灭绝的动物种族中，灭绝问题相当清楚。发生了某种灾难性改变，例如气候或其他地理环境改变，该种族无法存活。其他情形中，问题更复杂。譬如泰坦兽。它们是身体沉重的哺乳动物，有一种分叉的鼻角，我们尚不能完全确定其用途。早期泰坦兽的鼻角相当简单，体重相当大却不过度。随着谱系发展，鼻角愈来愈复杂，体重愈来愈大。二者恰在泰坦兽濒临灭绝时同时达到顶点。
什么从遗传上决定这类发展，尚不清楚。看起来，孟德尔遗传与自然选择的整个复合过程，已把泰坦兽导入一条只适合极狭窄外部环境范围的道路。无论如何，尽管鼻角大小和形态有大量变异，泰坦兽在其他方面显示极少变异。它们的大部分发展都投入鼻角的日益精细化，以及为让动物承载这种装备而增加身体大小。泰坦兽所有生存机会都放在一个篮子里，无论它们选择的环境是什么，它们必然非常适应它。要么它们已将自身发展路线缩窄到根本没有环境能适合它们，要么环境的某个轻微变化消灭了它们。
灭绝问题的另一个有趣例子，由岛屿大小与居住其上的动物大小之间一般关系提示。通常，小岛由体型小的形式居住。最突出的例外大概是加拉帕戈斯巨大陆龟，但这些活的坦克寿命极长，持续无期限地生长，以极低代谢水平生活，因此可以假定它们有自己的种群动力学。
大型动物需要大量食物，因而需要相当大的活动面积。然而，即使按这一假定，所称东印度群岛中能为十来只猩猩或一对大象提供食物的岛屿，必定很少。但当一个共同体的人口降至某个规模以下时，它的持续存在会受到异常风险。显然，我们只有靠奇迹才能期待两三头大象的种群一代又一代保持包括一雄一雌的构成。一群一百头动物全被某种瘟疫侵袭，不需要太长时间，而这种疾病在所有病例中都致命，是十分真实的可能。
更隐蔽的是孟德尔遗传本身的影响，在小而孤立的人类共同体中格外显著。当一个人类共同体降至某个规模以下并持续一定时间时，姓氏在其中不再有用。共同体每个人极可能都是史密斯、琼斯或类似姓氏。相应地，他们会有非常相近的遗传构成。正如J. B. S. 霍尔丹指出，即使一个种族离灭绝还像当今印度象那么远，它可能也足够接近灭绝，以至有异常均一的遗传构成和异常小的变异程度。因此，它对环境改变更无防御能力，因为特别适应某个特定改变环境的那一小类不合群个体十分稀少。
近亲繁殖还倾向于暴露共同体遗传学中隐蔽的缺陷，例如隐性致死性状。这源于其模式局限于近亲之间交配。众所周知，这是小型、孤立和近亲繁殖共同体中癫痫、失明和其他畸形高发的主要原因之一。因此，降至某个规模以下的永久共同体，因而不再稳定。
正是共同体的规模，以及其持续地上存在所必需的放牧空间，决定了能够维持某些动物物种的最小岛屿规模。因而，动物大小与能支持该动物共同体的最小岛屿大小之间建立起比例关系，尽管这个比率并不是个体大小与其自身必需放牧地大小之间的比率。
已故劳伦斯·J.·亨德森教授表明，生命能够存在的环境受极狭窄界限约束。某个特定形式能够存在的环境则窄得多。种族存活取决于两种变异性之间有利的交换平衡，一是种族对不同条件的变异性与适应性，二是它必须存在的环境的变异性。人类的悖论之一，也可能是最后一个悖论是，控制我们共同体命运的人，对于涉及改变我们环境的事情会极端激进，对于决定我们适应环境的社会问题却死守保守。
那么我们该怎么办？我们对“简单生活”的怀念，早于我们所经历的工业革命成功，不能使我们看不见自己无权回到那种原初状态。工业进步已抵押我们的未来。在我写这本书的新罕布什尔农舍所属农场上，既没有足够大的树来提供建造这类房屋的木材，也没有足够肥沃的土壤来维持我前人种植的作物。如果我不坐进当代汽车，开到一家从冷藏车接收食品的现代连锁店，我确实只能靠极少口粮生活。我不能依赖数量已减少的受保护鹿群获取食物。如果在我河流的水中钓鱼，几乎我能期待找到的唯一鱼类，都会是州孵化场放养的。如果想买炉子，其中的铁来自匹兹堡而非塔姆沃思铁厂，因为本地褐铁矿早已无利可图。总之，我希望享受这类乡村共同体中仍然存在的生活便利，固然无妨。然而我必须认识到，旧日新英格兰城市依附于这个共同体及类似共同体，如今这些共同体不过是城市的经济延伸。《星期六晚邮报》的封面并不能恰当表现现代生活事实。不，生存之路不在后退。我们的父辈已尝过知识树，尽管果实在口中苦涩，背后仍站着持火焰剑的天使。我们必须继续发明并赢得面包，不只是靠额头的汗水，也靠大脑的新陈代谢。
人们可能认为，发明已从零星的聪明才智表现，发展为大规模而普遍的技术，这一问题已由大型工业实验室和大规模攻势的运用解决。并非如此。大型实验室虽有价值，最擅长的是发展已经显露、可供考察的思想，最不擅长也最不经济的是新思想的起源。它在战争期间对我们帮助如此之大，是因为当时我们拥有过去科学的巨大库存，尚未用于发明目的。这个库存已经开始减少。要替代它，我们需要一种真正能统一不同科学的思维范围，由一群人共同拥有。这些人各自在自己的领域受过彻底训练，也具备相邻领域的胜任知识。
不，规模不够。我们需要像培养管理效率那样培养思想的丰产性。我们需要找到某种机制，使一项对公众有益的发明能有效地献给公众。我们不能像侵蚀国家土壤那样侵蚀国家的大脑。我们不能成为农奴，在企业家的账簿中被记为财产。我们需要一个让变异性和适应性得到溢价而非折价的制度。我们需要一个组织，它清醒认识发明的事实，以及我们对更多发明日益增大的依赖。人若要继续存在，就不能只是商业的事后考虑。实现这一点的一次尝试，已在俄国极权主义当前无情阶段陷入泥沼，这不应使我们看不见这些问题存在，也不应使我们看不见，若不回答它们，我们将作为个人毁灭，也将作为种族毁灭。给我们面对事实本来面目的自由。我们不必期待种族永远存活，正如不必期待个人永远存活，但我们或许能够期待，作为个人和作为种族，我们活得足够久，使蕴藏在我们之中的那些可能性显露出来。