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熵增定律:为什么熵增理论让很多人一下子顿悟了
价值投机小学生 / 2022-09-03 09:08 发布
原创
: 模型君 思维有了模型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。 ▲场库
宇宙的未来《 》 一定要看( ! ) 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, 。 延伸阅读
: 熵减《 : 华为活力之源》 此书由华为大学编著
任正非作序, 可供大家深入了解熵减思维在现实中的运用,