瓦尔拉斯在履行将经济学转变为一门科学的使命时,科学本身尚处于发展阶段,缺乏一些关键概念。所有科学都在不断进步,边际主义者所了解的物理学并不是我们今天能在教科书上看到的经典热力学;事实上,我们可以说它在当时尚未成熟。边际主义者从物理学中借用的内容包括热力学第一定律,但是他们忽略了第二定律。
热力学第一定律认为,能量既不能被创造也不能被消灭,因此也被称为能量守恒定律,它发展于19世纪早期到中期,瓦尔拉斯、杰文斯和其他人在读到相关材料时这个定律已经非常清晰。有关第一定律的作用,我们可以想象有一个小球被拿到了碗的上方。当球掉落,它所拥有的势能就会被释放出来。如果你把手放在碗的底部,就会感受到球由于重力而对碗底造成的冲击。能量的释放被称为功(因为它有可能有用武之地,例如驱动机器)。球坠落之后会开始滚动,它会受到碗的摩擦力,而摩擦会产生热量。因此,球的势能就会被转换成功和热。伟大的英国物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(James Prescott Joule)指出,自然界对于能量极其吝啬,能量既不能被创造也不能被毁灭,仅能从一种形式转化为另一种形式。如果将在碗的最高点时储存于球内的势能与滚落时所做的功及释放的热量相比,这两者的数量应该是相等的。同样,如果测量存储于一团煤炭中的能量及燃烧煤炭所做的功(如驱动火车头),存储于煤炭中的能量应该等于它所做的功以及从火车头烟囱中排出的、被浪费掉的热量。58
第一定律的属性之一在于,如果某个系统的总能量是固定的,也就是说“守恒的”,那么系统最终必然会趋于均衡。一旦球的势能不再转变为功和热,那么球就会在碗底以最低的能量状态静止。同样,一旦燃烧的煤炭被转化为了功和浪费的热量,它就不再燃烧,达到均衡状态。只有加入外部的能量,例如晃动碗或加入更多的煤炭,我们才能破坏此时系统的均衡状态。
正如巴黎圣母院的菲利普·米罗斯基(Philip Mirowski)指出的那样,瓦尔拉斯借用均衡概念的后果之一,在于引发了传统经济学模型对于固定或守恒数量的数学需求。因此,传统经济学通常将价值描绘为能从一件物品转移到另一件物品的固定数量(例如,从资源转移到商品可以换来钱;钱换回商品,然后进行消耗,创造实用性)。59实际生活中并没有新的财富被创造出来,世界上有限的资源先是被分配给了生产者,他们又创造出有限的商品,这些商品被分配给消费者。人们可以用或高效或低效的方式来分配财富,就像他们可以用高效或低效的方式烧煤,但在一般的均衡模式中,经济无法创造出新的财富,就像煤不能被循环利用。60由于人们强调财富蛋糕的大小是固定的,英国经济学家莱昂内尔·罗宾斯(Lionel Robbins)在1935年提出了将经济称为“稀缺的科学”这一著名的说法。61这在现代经济学教科书中仍有体现,比如,在保罗·萨缪尔森和威廉·诺德豪斯(William Nordhaus)的书中,经济学就被定义为“关于社会如何利用稀缺资源来生产具有价值的商品以及如何向人们销售商品的研究”。62曾经给瓦尔拉斯和杰文斯带来启发的第一定律的遗留问题至今留存于传统经济学之中。
然而,第一定律仅仅是故事的一半。第二定律没有出现在瓦尔拉斯和杰文斯当时所了解的物理学中,第二定律指出了衡量系统混乱或随机程度的指标——永远都在增长的熵。宇宙作为一个整体不可避免地会从有序状态转变为无序状态,其最终的归宿是一种随机的、毫无特征可言的、温度完全均匀的瘴气。随着时间的推移,宇宙中所有的秩序、结构和模式都会瓦解、衰退、消失,如汽车生锈、建筑崩塌、山峰被侵蚀、苹果腐烂、倒入咖啡里的奶油消散至完全融合。熵为时间指明了方向。伟大的物理学家、圣塔菲研究所的创始人之一默里·盖尔-曼指出,如果你有尚未长大的孩子或孙辈,你的食品柜里可能既有花生酱又有果冻。随着时间的推移,在给孩子们做三明治的时候,花生酱会混入果冻中,果冻会混入花生酱中。盖尔-曼指出,如果他让你看花生酱中如何越来越多地混入果冻的延时视频,然后再让你看一个果冻消失、与此同时花生酱变得干净的视频,你立即就会明白哪一个影片是正向播放,哪一个是倒退播放。63如果没有熵和不可避免地从有序到无序的转变,我们就无法分辨什么是过去、现在和未来。从熵的发现开始,它就成了物理学家看待宇宙的一个核心概念。64
但对于瓦尔拉斯、杰文斯和其他传统经济学的建设者来说,这条自然界的最高法则并未体现在他们的框架中。第二定律是一个经过了长期酝酿的科学概念,包含了1824年到1865年间许多人的努力,其中包括萨迪·卡诺(Sadi Carnot)、鲁道夫·克劳修斯(Rudolph Clausius)和威廉·汤姆逊爵士。然而,它的重要性直到19世纪末才被人们意识到,而它的许多重要含义直到20世纪才开始发挥作用(一直延续至今)。熵这个概念对当时的人来说太新了,人们对它的理解过于浅薄,以至于未能将它加入当时给了瓦尔拉斯和杰文斯以启发的入门教科书中。