熵增|“如果物理学只能留一条定律,我会留熵增定律”,其影响之大,超乎想象……
来源:思维有了模型
作者:蘭陵
人活着就是在对抗熵增定律 , 生命以负熵为生 。
——薛定谔《生命是什么》
如果物理学只能留一条定律 , 我会留熵增定律 。 说这句话的人叫吴国盛 , 清华大学的科学史系主任 。
无独有偶 , 吴军说过类似的话 。 如果地球毁灭了 , 我们怎么能够在一张名片上写下地球文明的全部精髓 , 让其他文明知道我们曾有过这个文明呢?吴军老师给出的答案是三个公式:1+1=2(代表了数学文明);E=mc (爱因斯坦的质能方程);S=-∑ P ln P(熵的定义) 。
薛定谔在《生命是什么》中也说过类似的话:人活着就是在对抗熵增定律 , 生命以负熵为生 。
此外 , 爱丁顿爵士也曾说:熵增原则是自然界所有定律中至高无上的 。
那么 , 问题来了 , 什么是熵增定律?为什么它如此重要?它到底对我们有什么巨大影响?又该如何破解?
A
什么是熵增定律?
定义:在一个孤立系统里 , 如果没有外力做功 , 其总混乱度(熵)会不断增大 。
这里面有三个词非常重要:孤立系统、无外力做功、总混乱度(熵) 。
首先我们来解释什么是熵 。
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熵(Entropy) , 最早在1865年由德国物理学家克劳修斯提出 , 用以度量一个系统“内在的混乱程度” 。
你可以理解为 , 系统中的无效能量 。 比如你花了100 J的能量把物体从A地拿到B地 , 这个过程中有很多能量并没有被100%的转化 , 而是有部分散失在了宇宙中 。
这部分能量不可逆 , 无法被再利用 , 且永远在增加 。 从这里你就可以推出 , 恒星终将熄灭 , 生命终将消失 , 宇宙将变成一片死寂 , 沦为熵 。这个状态 , 也被称为热寂 。
那么什么是熵增定律呢?就是这种熵在不断增加的过程 。 但这是针对整个宇宙而言的 , 如果要针对地球 , 针对一个国家 , 针对一个企业 , 针对某一个人 , 则要加上两个限制条件——封闭系统+无外力做功 。
任何一个系统 , 只要满足封闭系统 , 而且无外力维持 , 它就会趋于混乱和无序 。 生命也如此 。
B
它对我们影响多大?
因为它揭示了宇宙演化的终极规律 。
这个规律包括我们所有生命和非生命的演化规律 , 生命里又包含着个人和群体的演化规律 。非生命:比如物质总是向着熵增演化 , 屋子不收拾会变乱 , 手机会越来越卡 , 耳机线会凌乱 , 热水会慢慢变凉 , 太阳会不断燃烧衰变……直到宇宙的尽头——热寂 。
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生命与个人:比如自律总是比懒散痛苦 , 放弃总是比坚持轻松 , 变坏总是比变好容易 。 只有少部分意志坚定的人能做到自我管理 , 大多数人都是作息不规律 , 饮食不规律 , 学习不规律 。生命与群体:比如大公司的组织架构会变得臃肿 , 员工会变得官僚化 , 整体效率和创新能力也会下降;封闭的国家会被世界淘汰 。
这些所有的现象都可以用一个定律来解释——熵增定律 。
因为事物总是向着熵增的方向发展 , 所以一切符合熵增的 , 都非常的容易和舒适 , 比如懒散 。
《少有人走的路》在最后一章也如此解释自律 。
因为所有事物都在向着无规律 , 向着无序和混乱发展 , 如果你要变得自律 , 你就得逆着熵增做功 , 这个过程会非常痛苦 。 记得也曾有人问过模型君“人为什么要自律”的问题 , 我哑口无言 , 不知如何作答 。 因为每个人都有选择自己生活方式的权利 , 可以散漫也可以自律 。
现在我想我找到答案了 , 生命本身就是自律的过程 , 即熵减的过程 。
C
如何破解熵增定律?
熵增定律被称为最让人沮丧的定律 。 它不仅预示了宇宙终将归于热寂 , 生命终将消失 。
而且 , 从小的方面来说:它左右着国家和企业的发展规律 , 让组织变得臃肿 , 缺乏效率和创新;它左右着个人的方方面面 , 让我们安于懒散、难以坚持、难以自律……
那么这还有办法可解吗? 从定义来说 , 熵增的条件有两个:封闭系统+无外力做功 。 只要打破这两个条件 , 我们就有可能实现熵减 。听起来好抽象 , 怎么理解? 也许我们可以从生命里得到启示 , 整个生命的发展就是一部负熵的历史 。
当我们人从无机生命到有机生命那一刻起 , 就注定了这会是一部艰辛与精彩共存的史诗 。
我们的始祖是一种“蛋白质+RNA”的聚合体 , 科学家将她命名为LUCA 。 LUCA通过吸收能量来大量复制 , 但是问题来了 , 宇宙的熵总的来说是增加的 , 所以LUCA的减熵会导致环境的急剧熵增 。
环境恶化 , LUCA无奈只能进化 , 变得更高级以适应环境的变化 , 于是DNA聚合体诞生了 。 DNA比RNA更稳定 , 也更加智能 。 但是这样一来 , 消耗的能量更大 , 吸收的物质更多 , 导致环境的熵增比以往更大 。
所以DNA聚合体被逼着向单细胞演化 , 同样 , 环境的熵增再次增加 , 于是单细胞又向更高级的多细胞进化 , 于是寒武纪生命大爆发诞生了 。又因为孤立系统无法获取足够的能量 , 所以多细胞开始移动 , 并且产生了感知能力 , 比如视觉、嗅觉、听觉等等 。从此 , 生命走上了智能的进化之路 。
这一过程 , 也被王东岳老爷子称为递弱代偿 。 即生命的熵减过程 , 会加剧环境的熵增 , 于是环境会变得越来越恶劣 , 生命为了生存 , 为了获得足够的能量和物质 , 必须变得更加智能……
D
三件事能帮助减熵?
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生命的减熵过程中 , 其实一直在做三件事 。 第一、努力保证能量的供给 。 比如 , 从化学作用到光合作用和呼吸作用;到光合作用+呼吸作用的结合体;到多细胞生物 。
第二 , 努力开放系统 。 细胞从无法移动 , 到进化出游动能力、爬行能力、行走能力、飞行能力 。
第三 , 努力变得更加智能 。 生命为了花更少的能量来获取更多物质和能量 , 进化出了感知能力 , 比如当时的霸主奇虾 , 就有很大一对眼睛 。 知道的信息越多 , 就能减少更多熵的耗散 。
这三点正好是企业和个人的进化要件 。
对企业
首先 ,主动做功 。 许多公司在创业初期非常努力 , 每天花大量的精力进行各种战略和组织的进化 。 但是随着企业的做大和成熟 , 员工就会慢慢懈怠下来 , 组织会变得臃肿 , 制度会腐旧脱节 。所以 , 作为leader你要努力保证企业的活力 。 比如采取扁平化的结构 , 让团队各自为战 , 回归创业初期时的热情 。
其次 , 开放系统 。 企业要想对抗熵增 , 就必须开放 , 把那些衰败为熵的东西全部排出系统 。 比如腐败的制度、无产出的员工、落后的信息等等;然后吸收新鲜血液 , 比如先进的理念、新的人才、前沿信息等 。
华为就是最推崇这一理念的 。任正非说:“我们一定要避免封闭系统 。 我们一定要建立一个开放的体系 , 特别是硬件体系更要开放 , 不开放就是死亡 。 ”华为每年淘汰干部10% , 员工淘汰5% 。 每年18万人会淘汰5000人到9000人来激活这个团队 。
同时 , 一个企业做大了 , 企业内部就会形成一种非常稳固的结构 , 这种结构很可能就是官僚结构 。 企业想要推行新的理念 , 引进新的人才 , 吸收新的信息 , 都会非常困难 。 解决办法就是 , 打破这种平衡态 , 让系统内部流动起来 。
对个人
也许你会觉得自己还达不到在企业里运用熵增定律的高度 , 没关系 , 熵增定律也同样适用于你个人的发展 。 就拿生活来说 , 每天会有各种各样的琐事涌来 , 如果我们任由其发展 , 那我们的生活就会变得越来越混乱 。
对此 , 我们也可以通过主动做功和开放系统两种方法来解决 。 你要每天都保持清晰的思绪 , 主动投入时间和精力 , 去理清你的情绪 , 理清你每天所做之事 , 理清你想要的是什么 。 把当下所有情绪和事件都清空 , 然后把它们都记在一个备忘录里 , 你可以叫它追踪系统 , 然后脑子里永远都只装3件事 。
如果你发现你的生活很久没有波澜了 , 想必你已经掉进平衡态了 。 你要不断超越自己 , 给自己新的目标 , 新的计划 。
此外 , 当我们的生存环境很变得越来越艰难 , 为了生存我们就需要更强大的生存能力 。 比如从农耕时代到工业时代 , 到现在的互联网时代 , 到未来的人工智能时代 。 减熵的终极方向是智能化 。
注意事项一、熵增无好坏之分 。 好坏只是人为在道德上的定性 , 这个定性对于宇宙来说 , 毫无意义 。
二、无序只是概率事件 。 无序的概率非常大 , 大到有序的概率几乎可以忽略不计 。
【熵增|“如果物理学只能留一条定律,我会留熵增定律”,其影响之大,超乎想象……】(原文有删减)
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