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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

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

网页链接

▲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

首先我们来解释什么是熵

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

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

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

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=kln2J/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

网页链接

▲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

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

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

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