為什么一部手機(jī)、一臺(tái)電腦,隨著使用時(shí)長(zhǎng)的累積,存儲(chǔ)設(shè)備里的碎片信息會(huì)越來越多,系統(tǒng)越來越卡,散熱越來越差?
為什么創(chuàng)業(yè)時(shí)人人都充滿**,但從成熟期開始,制度流程開始變得僵化,科層制度開始變得官僚,反應(yīng)速度也變得越來越慢?
能夠解釋以上問題的,正是熵增定律。它詮釋了宇宙最終極的、亙古不變的底層規(guī)律。理解這個(gè)底層規(guī)律,人們就有機(jī)會(huì)找到**之道來對(duì)抗熵增。
在學(xué)習(xí)如何對(duì)抗熵增之前,我們首先需要理解熵到底是什么。我們學(xué)過物理,知道宇宙中的任何物體都處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了能量,而能量又可以以動(dòng)能、勢(shì)能、化學(xué)能等多種形式存在,并且還可以隨時(shí)轉(zhuǎn)換。不同形式的能量在傳遞和轉(zhuǎn)換的過程中遵循著守恒的定律,這就是能量守恒定律,又被稱為熱力學(xué)第一定律。
但除了能量之外,物體內(nèi)部的分子也會(huì)不斷震動(dòng),震動(dòng)頻率的大小需要有一個(gè)指標(biāo)來衡量,這個(gè)指標(biāo)就是“熵”。熵,英語(yǔ)是entropy,希臘語(yǔ)為entropia。在希臘語(yǔ)中,entropia的意思是“內(nèi)在”,“熵”來自熱力學(xué)第二定律,“熵”的本質(zhì)是一個(gè)系統(tǒng)“內(nèi)在的混亂程度”。
比如你打開煤氣,加熱一壺水,水燒開了,但煤氣從化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的過程中,并非100%都進(jìn)行了轉(zhuǎn)化,一部分熱能傳遞給了周圍的空氣,并消散在宇宙之中。而這部分的能量不可逆,永遠(yuǎn)無法再次被利用,并且永遠(yuǎn)在增加。
熵增表示一個(gè)系統(tǒng)從相對(duì)有序的狀態(tài)向相對(duì)無序的狀態(tài)的演變。而“負(fù)熵”與熵增的概念相反,是系統(tǒng)從無序向有序演變的趨勢(shì)。比如綠色植物在太陽(yáng)光的照耀下,將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成生物能;種子發(fā)芽生長(zhǎng),開出花朵;蔬菜成長(zhǎng)、成熟,結(jié)出果實(shí)等都是負(fù)熵。
那什么是“熵增定律”呢?“熵增定律”是對(duì)熱力學(xué)第二定律的一種表述方式。簡(jiǎn)單地說,熵增定律是指一個(gè)孤立系統(tǒng),即非活的系統(tǒng)如果被**開來,又或者把它放置到一個(gè)均勻的環(huán)境中去,環(huán)境中的所有運(yùn)動(dòng)都會(huì)因?yàn)槟Σ亮Φ拇嬖诙跇O為有限的時(shí)間里停下來。水從高處流到低處,電流從高勢(shì)能流向低勢(shì)能,各種勢(shì)能都會(huì)消失;高溫也會(huì)變?yōu)榈蜏夭⑦_(dá)到平衡。最終,整個(gè)系統(tǒng)會(huì)退化為死氣沉沉、毫無生氣的一團(tuán)物質(zhì)。這種狀態(tài)將永久不會(huì)改變,人們?cè)僖矡o法觀察到系統(tǒng)中的任何變化,因?yàn)樗呀?jīng)歸于死寂。
熵增定律在許多人看來是十分消極、無奈的定律,雖然沒人能逃過熵增定律,但高手懂得如何對(duì)抗它。熵增定律有效需要同時(shí)滿足兩個(gè)條件,缺一不可:一個(gè)是沒有外力做功,另一個(gè)是孤立系統(tǒng)。因此,如果有外力做功和系統(tǒng)**,就能對(duì)抗熵增,實(shí)現(xiàn)負(fù)熵。
1824年,法國(guó)工程師卡諾(Carnot's theorem)提出了熱力學(xué)中的卡諾定理,卡諾定理指出各種利用內(nèi)能做功的機(jī)械(熱機(jī)),比如內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)等最大熱效率只和它們的高溫?zé)嵩磁c低溫?zé)嵩从嘘P(guān)。之后,魯?shù)婪颉た藙谛匏?Rudolf Julius Emanuel Clausius)在此基礎(chǔ)上對(duì)熱功轉(zhuǎn)換的問題進(jìn)行了更深入地研究,克勞修斯敏銳地發(fā)現(xiàn)了卡諾定理內(nèi)部存在不和諧,他承認(rèn)了卡諾定理中有關(guān)“熱產(chǎn)生功必然伴隨熱向冷傳遞”的結(jié)論,但否認(rèn)了“熱的量不發(fā)生變化”的斷言。
1850年,克勞修斯正式發(fā)表的**《論熱的動(dòng)力以及由此推出關(guān)于熱本身的定律》中提出:除了能量守恒定律之外,另外需要補(bǔ)充一條定律,即:沒有某動(dòng)力的消耗或其他變化,不可能使熱從低溫轉(zhuǎn)移到高溫。該定律被后世稱為熱力學(xué)第二定律。
1851年,開爾文(Kelvins)提出了熱力學(xué)第二定律的另一種表述方式:不可能制成一種循環(huán)動(dòng)作的熱機(jī),從單一熱源取熱,使之完全變?yōu)楣Χ灰鹌渌兓?/div>
1854年,克勞修斯又發(fā)表了**《力學(xué)的熱理論的第二定律的另一種形式》,不僅用數(shù)學(xué)公式表述了可逆過程中的熱力學(xué)第二定律,而且還首次引入了“熵”的參態(tài)量。
1865年,克勞修斯發(fā)表**《力學(xué)的熱理論的主要方程之便于應(yīng)用的形式》,正式把這一參態(tài)量命名為“熵”,并且證明了在任何孤立系統(tǒng)中,系統(tǒng)熵的總和永不減少。自此,熵增定律正式被發(fā)現(xiàn)。
同時(shí),關(guān)于熵增定律還有一個(gè)推論叫作“熱寂說”,該項(xiàng)推論假設(shè)宇宙是一個(gè)孤立系統(tǒng),因此宇宙中的熵會(huì)趨于極大,并最終達(dá)到熱平衡狀態(tài)。也就是說,宇宙中每個(gè)地方的溫度都相等。由于這項(xiàng)推論涉及宇宙未來和人類命運(yùn)的重大問題,所以引起了哲學(xué)界和科學(xué)界持續(xù)100多年的爭(zhēng)論。那么,“熱寂說”到底是否正確?宇宙最終是否會(huì)歸于熵死呢?
愛因斯坦的相對(duì)論發(fā)表后,人們開始意識(shí)到,任何物理定律都有它的適用范圍,比如牛頓定律只在宏觀、低速、弱引力場(chǎng)適用。因此熵增定律也有它的適用范圍,只是可能由于時(shí)代的**、認(rèn)知的局限,暫時(shí)還沒有找到而已。
同時(shí),正如前面說的,熵增定律的成立是有前提條件的,孤立系統(tǒng)和沒有外力做功缺一不可。到了20世紀(jì)70年代,宇宙大**理論逐漸獲得了哈勃紅移、氦元素豐度和3K微波背景輻射這三個(gè)強(qiáng)有力的直接證據(jù)支撐。因此,宇宙是否是個(gè)孤立系統(tǒng)就受到了前所未有的質(zhì)疑。
另外,宇宙大**理論認(rèn)為,宇宙膨脹的根本原因是引力作用,而有引力作用下的熱力學(xué)和無引力作用下的熱力學(xué)得出的結(jié)論完全不同。換句話說,在引力起決定作用的體系中,本質(zhì)上不存在熱力學(xué)意義上的熱平衡狀態(tài),宇宙是不穩(wěn)定的狀態(tài)。
當(dāng)然,這是19世紀(jì)的克勞修斯不可能想象到的外在條件。因此,困擾著人類的百年夢(mèng)魘終于被打破了,科學(xué)界爆發(fā)出了一陣歡呼:“熱寂說”這沉重的一頁(yè),終于被翻過去了!
熵增定律為物理學(xué)奠定了基石,同時(shí)還帶給企業(yè)和個(gè)人以啟示,為無數(shù)人提升認(rèn)知指出了努力的方向。提出這條重要定律的克勞修斯到底是個(gè)什么樣的人呢?
1822年1月2日,克勞修斯出生在普魯士的克斯林(今波蘭科**)的一個(gè)貧寒之家,父親創(chuàng)辦了一所不太掙錢的私人學(xué)校,這給克勞修斯的小學(xué)教育帶來了方便??藙谛匏乖谒固赝≈袑W(xué)求學(xué)。1840年,克勞修斯考入柏林大學(xué),雖然他對(duì)歷史學(xué)產(chǎn)生過濃厚的興趣,但最終還是選擇了物理與數(shù)學(xué)。1847年,他在成立于15世紀(jì)的國(guó)立哈雷大學(xué)繼續(xù)深造,并獲得了主修數(shù)學(xué)和物理的哲學(xué)博士學(xué)位。
1850年,剛步入社會(huì)的克勞修斯發(fā)表了關(guān)于熵增定律的**,柏林皇家炮兵工程學(xué)院立刻向他伸出了橄欖枝。1855年,克勞修斯就擔(dān)任蘇黎世工業(yè)大學(xué)教授,講授物理學(xué)。1865年,43歲的克勞修斯當(dāng)選為法國(guó)科學(xué)院院士。一年后,出任德意志帝國(guó)維爾茨堡大學(xué)教授。1868年當(dāng)選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng),次年任波恩大學(xué)教授。
1870年,普法戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā),48歲的克勞修斯帶領(lǐng)一個(gè)學(xué)生救護(hù)小隊(duì)參戰(zhàn),膝蓋不幸受了重傷,雖然因此被授予象征德意志民族鐵十字勛章這一莫大的榮耀,但留下了長(zhǎng)久的傷痛。這使克勞修斯減少了物理學(xué)的教學(xué);5年后,克勞修斯痛失愛妻,留下的6個(gè)孩子需要他獨(dú)自撫養(yǎng)。
1888年8月24日,為人類物理學(xué)做出杰出貢獻(xiàn)的克勞修斯去世,享年64歲??藙谛匏乖?865年使用過兩句名言——“宇宙的能量是恒定的”;“宇宙的熵趨向一個(gè)最大值”,在自然科學(xué)界、哲學(xué)界被永遠(yuǎn)銘記。人們?yōu)榱思o(jì)念他,還將月球上的一座環(huán)形山命名為克勞修斯環(huán)形山。
對(duì)抗熵增的兩條路徑
華為、亞馬遜、谷歌等大企業(yè)都是通過持續(xù)做功、保持**系統(tǒng),成功對(duì)抗熵增的典范。那么個(gè)人在面對(duì)熵增定律時(shí),又應(yīng)該如何行動(dòng)才能避免陷入熵死的狀態(tài)呢?答案是:建立耗散結(jié)構(gòu)和避免路徑依賴。
什么是耗散結(jié)構(gòu)?耗散結(jié)構(gòu)是由化學(xué)家普利高津提出的一個(gè)理論,是一個(gè)遠(yuǎn)離平衡態(tài)的**系統(tǒng)。換言之,如果一個(gè)人處于持續(xù)不平衡或者不均勻的狀態(tài)中,他就不會(huì)陷入熵死的狀態(tài)。耗散結(jié)構(gòu)是一種型,它的本質(zhì)依舊是外力持續(xù)做功。
任正非曾打過一個(gè)比方,一個(gè)人如果每天都跑步去鍛煉身體,這就是一種典型的耗散結(jié)構(gòu)。因?yàn)樯眢w的能量通過跑步耗散,吃下去的蛋白質(zhì)就能轉(zhuǎn)化為肌肉,血液循環(huán)會(huì)更快;能量消耗了,諸如糖尿病、肥胖癥等會(huì)逐漸消失,這個(gè)人的身材也會(huì)變得更苗條。這就是一個(gè)最簡(jiǎn)單的耗散結(jié)構(gòu)。
同樣地,一個(gè)人如果不停地突破自己的舒適區(qū),通過學(xué)習(xí)、輸出和使用他所學(xué)到的知識(shí)和技能也是一種耗散結(jié)構(gòu)。因?yàn)樵谳敵龊褪褂弥R(shí)或技能的時(shí)候,這些學(xué)識(shí)、認(rèn)知、技能會(huì)逐步內(nèi)化為個(gè)人的行為和習(xí)慣,幫助他躍遷到更高的認(rèn)知層級(jí),擁有更美好的人生。
除了建立耗散結(jié)構(gòu),個(gè)人還應(yīng)當(dāng)避免路徑依賴。路徑依賴類似于物理學(xué)中的慣性,是指一旦進(jìn)入某個(gè)路徑,就可能對(duì)這個(gè)路徑產(chǎn)生依賴。這是一個(gè)不斷自我強(qiáng)化的過程,不能讓人輕易走出來。使“路徑依賴”理論聲名遠(yuǎn)揚(yáng)的學(xué)者是道格拉斯·諾斯,他因此獲得了1993年的諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)。
和“耗散結(jié)構(gòu)”相似,路徑依賴也是一種型。路徑依賴的本質(zhì)是封閉,在原有的系統(tǒng)里不停地循環(huán)。而避免路徑依賴則要求個(gè)人找到原有系統(tǒng)以外的路徑。在找尋新路徑的過程中,必然需要突破原有的系統(tǒng),到一個(gè)更大、更**的系統(tǒng)中去探路。
比如20世紀(jì)80年代,在中國(guó),出租車司機(jī)是一個(gè)很賺錢的職業(yè),普通工人月收入只有幾十元,而出租車司機(jī)每月可以掙到1000元以上。但30多年過去了,會(huì)開車的人越來越多,當(dāng)年20多歲的司機(jī)如果陷入路徑依賴中,還在以開出租車謀生,他的情況就會(huì)每況愈下;而有的年輕司機(jī)在二十世紀(jì)**十年代賺了第一桶金,然后用這第一桶金在其他賽道上尋找新的路徑(比如20世紀(jì)90年代末買房,之后在淘寶創(chuàng)業(yè),再后來做價(jià)值投資),那么他可能就會(huì)和還在做出租車司機(jī)的人擁有截然不同的人生。
真實(shí)世界是非連續(xù)性的,這個(gè)世界唯一不變的就是一切隨時(shí)都在改變。因此,一個(gè)人如果能避免路徑依賴,他也能克服熵增,實(shí)現(xiàn)負(fù)熵,一次又一次地進(jìn)入新的**系統(tǒng),闖出下一條路徑。
最好的狀態(tài):精神負(fù)熵
我們已經(jīng)知道,負(fù)熵是一種好的狀態(tài),是系統(tǒng)從無序變?yōu)橛行虻倪^程。那什么是精神負(fù)熵呢?在介紹精神負(fù)熵之前,我們先來說說精神熵。
匈牙利心理學(xué)家契克森·米哈里把因資訊對(duì)意識(shí)的目標(biāo)構(gòu)成威脅而造成的失序狀態(tài)定義為“精神熵”(phychic entropy)。精神熵會(huì)導(dǎo)致自我解體,令人的效率大打折扣,如果這種情況持續(xù)很久,會(huì)對(duì)自我造成十分嚴(yán)重的損害,讓人無法集中注意力實(shí)現(xiàn)任何目標(biāo)。
不過,資訊是否會(huì)對(duì)人產(chǎn)生精神熵和自我對(duì)這些素材如何理解有關(guān)。米哈里舉了一個(gè)股市下跌的例子,認(rèn)為這個(gè)消息會(huì)讓銀行家很擔(dān)憂,但對(duì)異議分子來說卻可能是個(gè)振奮人心的好消息。雖然一條新資訊有可能會(huì)讓人不得不付出心力去應(yīng)付,造成意識(shí)上的失序;但同時(shí)也有可能會(huì)強(qiáng)化人們的目標(biāo),激發(fā)出個(gè)人更多的精神能量。
與此同時(shí),米哈里還提出了一個(gè)精神熵的反面概念,即精神負(fù)熵。它是一種對(duì)正在進(jìn)行的活動(dòng)和所在情景的完全投入和集中,是人們過于沉浸在一項(xiàng)活動(dòng)中而完全忽略了身邊一切事物的狀態(tài)。精神負(fù)熵是內(nèi)在動(dòng)機(jī)的最佳形式,在這種狀態(tài)下,人們會(huì)完全沉浸在他所做的事情當(dāng)中。
我國(guó)社會(huì)學(xué)專家、北京大學(xué)社會(huì)系教授鄭也夫曾經(jīng)將精神負(fù)熵總結(jié)為:一個(gè)人注意力全情投入,他有一個(gè)愿意為之付出的目標(biāo);有即時(shí)回饋;因?yàn)槿硇年P(guān)注目標(biāo),忘記、**了其他日?,嵤?,進(jìn)入了忘我的境界。
專注是產(chǎn)生精神負(fù)熵的關(guān)鍵因素。雖然人們憑直覺認(rèn)為,專注、全神貫注可能需要大量消耗精力,但米哈里通過實(shí)驗(yàn)證明,在精神負(fù)熵狀態(tài)下反而能減輕腦力負(fù)擔(dān)。
另外,想要獲得精神負(fù)熵,個(gè)人專注的這件事情還必須要有一定的挑戰(zhàn)性,而且這挑戰(zhàn)難度既不能太大,否則會(huì)讓人焦慮;也不能太弱,否則又可能讓人無聊。只有在你專注的事情的難度恰如其分時(shí),精神負(fù)熵才會(huì)出現(xiàn)。比如一位游泳健將挑戰(zhàn)橫渡英吉利海峽,下象棋時(shí)棋逢對(duì)手,彈一首新練的鋼琴曲,這些都可能讓人獲得精神負(fù)熵。有人把這種體驗(yàn)描述成“好像漂浮起來”,或者是“一股洪流帶著我”,這種體驗(yàn)讓人的意識(shí)感到井然有序。因此,精神負(fù)熵還有一個(gè)名稱——心流。