令人胆寒让人顿悟的“熵增理论”

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1、令人胆寒,让人顿悟的“熵增理论”作者:觉者看世界生命是什么?生命的敌人是什么?人类的未来会怎样?为什么时间有方向?若想造出人工智能生命,需要具备什么能力?信息究竟有多重要?为什么刷今日头条、抖音等一类短视频时,会让人感觉轻松愉悦,甚至上瘾?为什么坚持刷今日头条、刷抖音很容易,坚持看书、坚持健身却很难?为什么咖啡和茶倒在一起,会自发混合在一起,之后却不会自发地再分开?为什么房间只会越用越乱?而不会越用越整齐?为什么散漫很容易,专注却很难?为什么好习惯养成很难,打破很容易,而坏习惯养成很容易,打破却很难?为什么所谓的人性的弱点,真的是人性的弱点?放弃部分控制和努力,事情难道真的会变好吗?面对人生的

2、变动,敢放手一试,放下焦虑,把命运交给未知吗?以上这些问题,看似风马牛不相及,但其背后都和“熵”以及“熵增定律”有关。这么 一来,是不是觉得“熵”并没那么遥远,却近在咫尺?无论努力与否,系统的熵(一种混乱程度)只增不减,这就是熵理论的大概描述。熵增原则是自然界所有定律中至高无上的。“熵”,念shdng,与商”同音。“熵”字长得有些生僻,因此似乎觉得离日常生活很遥远。但恰恰相反,熵和我们的日 常生活关系密切,甚至无处不在。熵”是对系统的混乱程度的度量,熵值越高越混乱无序,熵值越低越有序!熵的通俗理解就是“混乱程度”,简单的说熵是衡量我们这个世界中事物混乱程度的一 个指标。熵增,在人生观上的启示是

3、:越发力,越混乱。人活着就是在对抗熵增定律,生命以负熵为生。熵增定律真的是宇宙最强机制吗?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?为什么熵增定 律让好多人,一下子顿悟了?熵”不是自然界的发展方向,熵只是一种度量,“熵增”才代表了自然界的发展方向。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。确实,光看“熵”的概念,似乎很难想到具体有什么用。熵作为一种度量方式,起到根本作用是对特定特征的量化度量。有了量化度量,许多的 实际应用就可以在此基础上开展。例如我们能精确的度量长度、面积和体积,在

4、制造、建筑 等等实际应用时,就能更精确。熵的意义在于把系统的混乱程度,信息的不确定度进行度量,然后就可以基于这个度量 开展应用,例如信息论就是建立在信息熵的基础之上,而信息论则是现代通信工程的基础。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一一热寂。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

5、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一一熵增定律。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。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。人为什么要自律”?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。 生命本身就是自律的过程,即熵减的过程。熵增是宇宙的动力。熵增定律也是人体、人生和社会的规律。在没有外力干扰的自然状态下,一个孤立的系统只会越来越

6、混乱,直到不能再混乱。也 就是说系统的熵值不会减少只会增加,直到熵值达到最大值。更通俗一点说就是,所有事物都会自然地朝无序的方向发展,除非有外力作用于它。就 是这种熵在不断增加的过程。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)。从能量角度来说,熵增定律意味着,如果没有外力作用,能量总是从聚集有序的高能级 状态,自发的变为无序发散的低能级状态。能量守恒定律告诉我们,能量总量总是守恒。而熵增定律告诉我们,能量的品质是有高 低的,且在没有外力的情况下总是从高品质转向低品质状态,损失的品质就是那些我们无法 利用的能量,

7、例如机器工作时产生的热能等。能量熵增定律也表明了,永动机是不可能实现 的。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。从概率论的角度来理解,熵增定律指的是,在没有外力作用的情况下,孤立系统总会往 对应的微观态数量最多的宏观态,也即概率最大的那个宏观态发展。其实我们所说的“必然会发生”和“绝不可能出现”等措辞并不是十分准确的。因为从纯理论角度来说,是有可能会出现无序到有序的状态,只不过这种状态出现的概 率,用概率公式计算下来,其值极小极小极小极小,小到可能从宇宙诞生到宇宙热

8、寂(毁灭) 都不出现一次。在概率论中,当一件事情发生的概率极小极小极小,小到现实生活中几乎不可能出现时, 就可以忽略它。所以用“必然”表达也可以算是准确。有熵增,自然就有熵减。不同的是,熵增是自然的发展方向,无序人为干预。而一个系 统需要实现熵减,则需要额外施加外力,克服熵增之余,再实现系统熵值的降低。熵增的这股自然力量就好比地球引力一样,当我们往下跳或走下坡时,总是很省力,因为地球引力在做正功。而往上跳或走上坡时,总是很费力,因为地球引力此时在做负功。我们不仅需要先抵消 它,还需要有一部分多余的功才行。熵增和熵减,看似是相反方向,但某些时候,又感觉他们只是一线之隔。再拿手机来说, 我们通过它

9、,确实是能够比以往更快速更便捷更高效的获取有用的资讯(视为熵减)但正是由于它的便利和高效,也让我们主动或被动的吸收了太多太多的垃圾信息,这些 垃圾信息让我们的脑子变得冗余而无序(视为熵增)。所以,使用的“度”很重要,但这个“度”确实就是难以拿捏。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一一封闭系统+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。 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

10、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?孤立系统总是趋向于熵增,最终达到熵的最大状态,也就是系统的最混乱无序状态。 但是,对开放系统而言,由于它可以将内部能量交换产生的熵增通过向环境释放热量的 方式转移,所以开放系统有可能趋向熵减而达到有序状态。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

11、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

12、得更加智能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。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。 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。就如,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

13、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。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,但为了便于理 解,这里把它分开。物质熵,用于衡量系统的混乱程度,熵值越高,系统越混乱无序;熵值越低,系统越规 范有序。例如当我们形容一个房间、一杯水、一副扑克牌的混乱程度时,直观理解对应的应 该就是物质熵。能量熵,用于度量能量的混乱度。熵值越低,能量越有序和聚集(能量品质越高),熵 值越高,意味着能量越无序和发散(能量品质越低)。能量熵的单位是J/(m

14、 o lK)。信息熵,用于度量一个信息源的不确定性。熵值越高,信息的不确定越大;熵值越低, 信息的不确定性越小(也即确定性越大)。信息熵的单位是比特。既然“熵”是用于度量一个系统的混乱度,那么我们自然也可以用它来度量我们大脑意 识的混乱度,可以称之为“意识熵”。我们可以把意识想象成能量,也可以理解为物质,甚至可以理解为信息,都不影响。“意识熵”值越大,代表大脑意识越混乱无序;“意识熵”值越小,代表大脑意识越有 序。例如当我们迷茫或散漫时,大脑意识应该偏向无序,即熵值比较高。当我们高度专注和投入时,大脑意识应该是高度有序的状态,也即熵值比较小。当熵值小到一定程度,也就是极其专注的状态下,就是我们

15、常听到的“心流”状态。心 流状态不仅会让我们工作学习效率其高,也会给我们带来由内而外的充实感和幸福感。有了 “意识熵”的概念,再根据“熵增定律”就很容易解释:为什么专注总是很难很 费力?而散漫放空总是很容易也很省力?我们的意识如果不进行自我控制,只会趋于混乱无序,而不会自发的趋于有序。大脑的 控制对于意识来说也是外力作用。这是因为散漫放空对应的是无序的状态,意味着我们不施加任何外力的情况下,大脑毫 不费力的就会自然而然会往这个方向去发展。而专注聚焦代表着有序的状态,意味着熵减,要达到熵减的目的,我们除了要克服熵增 的这股反向的作用力,还得有一部分余力才行。这个作用力可能是强大的自我管理能力,或者课堂纪律、父母压力、考试任务等等外力。 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。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

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