熵增定律：为什么熵增理论让很多人一下子顿悟了

点击：  作者：模型君    来源：“思维有了模型”公众号  发布时间:2021-05-03 09:38:29

 

 

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。

 

虽然你可能会反驳这个观点，难道不是牛顿的力学和爱因斯坦的相对论吗？

 

笔者也很迷惑，但是吴教授能说出这番话绝对不是无的放矢，不管对与不对，都可见熵增定律的分量。

 

无独有偶，吴军也说过类似的话。

 

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=mc²（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。」

 

爱丁顿爵士也曾说：“我认为，熵增原则是自然界所有定律中至高无上的。如果有人指出你的宇宙理论与麦克斯韦方程不符，那么麦克斯韦方程可能有不对；如果你的宇宙理论与观测相矛盾，嗯，观测的人有时也会把事情搞错；但是如果你的理论违背了热力学第二定律，我就敢说你没有指望了，你的理论只有丢尽脸、垮台。”

 

注：爱丁顿说自己是除爱因斯坦之外，世界上唯一一个真正懂相对论的科学家，虽然看起来有点能吹，但应该也挺牛。

 

最近大热的电影《信条》，诺兰大神的新作，也引用了“熵”作为整部电影的核心思想。他把熵增作为时间之失，用逆熵来穿越时空。

 

好多人走出影院大呼没有看懂，希望这篇文章能帮你解开“熵”的秘密。

 

01

为什么熵增定律让好多人一下子顿悟了

 

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。

 

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。

 

02

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。

 

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。

03

如何对抗熵增，实现超越

 

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……

 

好了，现在我们来总结一下，生命在减熵过程中，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。

 

一、企业

 

1、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。

 

记住，舒适圈是熵增定律的第一张王牌，任何时候你都不能松懈。一旦你减少了能量的投入，企业的熵增就会立马回来。

 

2、开放系统

 

关于开放系统，有一个伟大的发现，叫做耗散结构，它给我们带去了一丝希望。

 

什么是耗散结构？它有三个特征：

 

①开放性

 

怎么理解？

 

你可以理解为，系统把无用的熵排出去，然后吸收新的可用物质、能量和信息。

 

注：熵有三种，物质熵、能量熵、信息熵，在相对论里物质和能量是一回事，但是为了理解，这里我们把它分开。

 

比如你每天的新陈代谢，比如你通过锻炼减去一身的赘肉，比如你看一本好书。

 

基于此，企业也可以得到启示。

 

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、前沿信息等等。

 

华为就是最推崇这一理念的，任正非老爷子把这个耗散结构作为华为的底层逻辑。

 

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。”

 

与此同时，华为每年淘汰干部10%，员工淘汰5%。每年18万人会淘汰5千人到9千人来激活这个团队。

 

②远离平衡态

 

这怎么理解？

 

你可以理解为，当熵逐渐增大，虽然系统会变得越来越混乱无序，但是这种结构却更稳定，这种稳定就是平衡态，你要远离这种平衡态。

 

比如一个企业做大了，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。

 

这方面模型君见过最牛逼的是韩都衣舍，他们采取小团队模式，每个团队2-3人，包括设计师、页面制作专员、货品管理专员。

 

员工自己可以自由选择任何团队，也可以自己组建团队。通过分成、授权、竞争、淘汰等一系列机制，来进行充分的内部流动。

 

最后无能的员工（熵）被淘汰出局，剩下的精英继续流动、重组，变得更加强大。

 

③非线性

 

怎么理解非线性？

 

你可以理解为，一个微小的变化也有可能导致一个巨大的突变。（与此相关的实验有贝纳尔对流）

 

比如在一个标准大气压下，你给一壶水加热，前面99°都没有沸腾，可是你再加热1°它就沸腾了，这就是非线性。

 

同样企业也如此，可能你前面做了很多努力，效果甚微，但是不要气馁，打破熵增的要素是非线性的，总有一天，你一个微小的投入就会带来巨大的突变。

 

比如亚马逊，它可能是这个世界上失败最多的企业了，但他们对失败非常包容，因为他们不断在赌“每次小的努力和尝试，都有可能引发意想不到的超额惊喜”。

 

 

二、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。

 

比如工作、生活、学习、心情、成长、人际关系等等都与此相关。

 

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。

 

之后我们要想恢复到有秩序的状态，就不得不花非常大的代价才行。

 

这样的例子身边比比皆是，生活一团乱麻，不知道自己要什么，想改变现状也不知道如何入手，只能浑浑噩噩，得过且过。

 

这种状态就是生活陷入了极度的熵增状态，被无数的混乱的事情牵着走，丧失了生活的掌控权。

 

除此之外还有很多，比如情绪。很多时候，我们感到难过、烦躁、焦虑，其实是因为情绪太过混乱，很多感情交织在一起，让你无从下手。心理学叫这，情绪颗粒度。

 

再比如专注这件事，好像高中之后我们就很难专注了。原因是因为，大脑里面整天要想的事情太多，一会要做这个，一会要做那个，一会这种情感，一会那种情感。

 

这些杂七杂八的东西堆积在一起，就会扰乱我们的注意力，让我们无法的专注的做一件事情。

 

类似的还有作息不规律、饮食不规律、懒散等等，都是因为事情总趋于熵增。

 

如果我们不主动投入能量做熵减，生活就会脱离我们的掌控。

 

那要怎么办呢？解决办法仍然是：

 

1、主动做功

 

你不能等到生活脱离了你的掌控，才后知后觉的介入。

 

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。

 

我在未来大学里学到一招，叫做清空干扰。

 

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。

 

比如，模型君今天的3件事是写文章、看书、建立写作系统。

 

其他的还有洗衣服、取快递、清理微信收藏等各种事情，就都先全部放到追踪系统里。

 

如果还有一些突发的情绪，比如突然想起某件尴尬的事，都统统丢进去。或者突发的事，比如某人发来的微信消息，你感觉不是一两分钟就能解决，也丢进去。

 

这样做有一个好处，首先你的大脑里永远只会有3件最重要的事，不会东搞搞西搞搞。

 

而且你还放心，因为你已经把事情记下来了，你不用为此担心，做完之后你会有时间来处理的。

 

再比如学习这件事，当我写这篇文章时，大脑是一片浆糊，怎么办呢？

 

画思维导图，思维导图的第一性原理就是降低信息的混乱度。

 

但是这个过程真的极其痛苦，我需要不断对信息进行分类归纳，有的地方要反复改。

 

痛苦着痛苦着，突然「熵增定律」闯进了我的脑海，让知识变得有序的过程不正是熵减的过程吗？

 

所以痛苦是必然的，舒服是留给死人的。

 

虽然很痛苦，但还是得主动去做这件事。

 

2、开放系统

 

这里也用耗散结构来分析，但是前面企业里讲了，所以这里略讲一下。

 

①开放性

 

你要一直保持与外界交流的状态，把过去的熵埋葬，然后拥抱新的明天。

 

什么是过去的熵？

 

比如打翻的牛奶，腐旧的认知，回不去的人。

 

什么是拥抱新的明天？

 

比如去新的环境（旅行），获取新的认知（读书），结交新的人（社交）。

 

②远离平衡态

 

我们极容易陷入平衡态，即使你尝试了一件新的事情，认识了一个新的人，你也会很快熟悉，并待在这种状态之下，认知里面叫“舒适圈”。

 

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。

 

比如我写作两年了，写作水平很大一段时间都没有进步 ，这就是平衡态，这是不好的。

 

你要不断超越自己，给自己新的目标，新的计划。

 

③非线性

 

非线性，其实就是复利效应。

 

也许你此刻做的很多努力，看起来杯水车薪，学习、生活都没有改变多少。

 

但是请不要灰心，继续坚持熵减，等到有一天，你只需要一丁点努力，就会开启你开挂的人生。

 

3、智能化

 

最后，还想谈一点，也是所有熵减方法里面最强大的一个东西。

 

它不仅适合任何组织的进化，也契合我们个人的进化。

 

这正是我们前面提到，生命的演化里面的第三点——智能化。

 

整个生命的减熵史，就是一个不断变得智能的历史。

 

为什么生物非得需要智能化呢？难道外力做功和开放系统都不足够我们生存的吗？

 

模型君不敢说100%需要智能化，但是从生命的演化来看，似乎都是在朝着这条路发展。

 

因为一旦你熵减了，那么你的环境就会加剧熵增，也就是说环境会变得越来越恶劣。

 

如果生物要生存，就需要更强的减熵能力。

 

这种更强的减熵能力从何而来呢？显然光靠光合作用和呼吸作用，以及开放系统是远远不够的。

 

明白了这一点，你就明白了为什么一个RNA聚合体会进化成单细胞，进化成多细胞，进化成有限生殖，进化成猿人，进化成智人，进化成今天的我们。

 

这种智能化的过程是必然的。

 

只是我们非常有幸，也许在某个外太空，是类似海豚这样的生物具有智慧。

 

这个过程，王东岳老爷子将其整合为一个哲学概念——递弱代偿。

 

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。

 

「这也是为什么我们今天的竞争力会越来越大的原因，也是为什么我们变得越来越焦虑的原因，因为环境熵增了。」

 

好了，现在我们懂了，减熵的终极方向是智能化。那么如何智能化呢？

 

答案是降低信息熵。

 

什么是信息熵？它被用来度量信息的不确定度，信息熵越大，不确定性就越大。

 

在你变得越来越智能的过程中，就获取了更多信息，消除了一些不确定性，所以熵减少。

 

前面提到熵有两种，热力学熵和信息熵。其实这两种熵是可以用公式做等号的，因为获取信息需要能量。

 

1bit 信息熵＝kln2（J/K）热力学熵

 

当你信息有局限的时候，要做成一件事，你就需要更多的能量，产生更多的熵。

 

比如做同一套试卷，学霸跟学渣做题所需的时间和能量肯定是不同的，学霸一个小时就做出来了，学渣可能做了三四个小时还做不完。

 

比如炼钢厂，小炼钢厂要花很多时间和能量，而且材料利用率低，而大企业因为掌握更多信息，不仅耗能更少，效率也更高。

 

这也是为什么历来伟大的企业家都博览群书的原因。想起查理·芒格的一句话：

 

我这辈子遇到的聪明人，没有不每天阅读的，没有，一个都没有。沃伦读书之多，我读书之多，可能会让你感到吃惊。

 

可以看看“超智能体”的这个视频，能帮助你更好的理解智能的作用。

 

 

 

 

▲来自超智能体

 

智能充当的角色，就是从无序中发现有序，减少大量的瞎几把做功。

 

不论是企业还是个人，如果你想站在更高的维度俯视世界，光做功和开放是不够的，你还必须在信息上，上升一个维度，做到四两拨千斤的效果。

 

这个过程其实就是思维有了模型一直在做的事——眼界和认知。

 

如果你想在此生有所建树的话，那么努力提升自己的眼界和认知，让自己变得更智能吧。

 

 

04

关于熵增你还应知道

 

一、熵增无好坏之分

 

看起来，整篇文章都在避免怎么熵增，似乎熵增是一个十恶不赦的坏蛋。

 

但是须知道，对于宇宙而言，熵增只是一个法则，没有好坏之分。

 

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

 

看起来，事物从有序到无序是必然事件。其实不是，它只是一个概念事件。

 

中学的时候我们就学过，微观原子的运动是无规则的，所以如果一个房间里面只有几个原子，那么这几个原子是完全可以全部聚在房间的一边的。

 

但如果一个房间里有10^1000个原子，那么这些原子聚在同一边的情况就几乎不可能发生，即使有那么一瞬聚在了一起，下一秒也还是会回到混乱的状态。

 

所以我们可以说，在现实生活中，熵增是必然的。

 

就好比我们把脸前的空气吹走，下一秒就一定会有其他空气填充进来一来。

 

三、意义是针对参考系而言的

 

很多读者给我留言说：“看完这篇文章后，瞬间觉得人生活着没有意义。”

 

我的看法是：意义是针对参考系而言的。

 

对于宇宙而言，人类的存在确实没有意义；但对于人类而言，你的存在就有意义。