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「生命以负熵为生。」
当我们坐在家里,看着桌面上一片狼藉的书本、杂物、咖啡杯……刚收拾好的房间,没过多久又乱了。这其实不是我们的问题,而是宇宙的基本法则在起作用。这条法则叫做“熵增定律”,它不仅决定了房间为何总是变乱,也主导着时间为何只往前走,甚至预示着宇宙最终的命运。
熵增定律被称为宇宙的终极演化定律,凌驾于所有定律之上。关于熵增定律的看法,比较著名的有以下几句经典的话。
“生命以负熵为生,人活着的意义,就是不断对抗熵增的过程。”
——《生命是什么》薛定谔
“如果物理学只留一条定律,我会留熵增定律。”
——清华大学科学史系主任吴国盛
“管理要做的只有一件事情,就是如何对抗熵增。在这个过程中,企业的生命力才会增加,而不是默默走向死亡。”
——彼得·德鲁克
“人文知识分子不懂热力学第二定律,就像科学家未读过莎士比亚一样令人遗憾。”
——查尔斯·史诺
定义和起源
熵的定义来自物理学,最早是在1865年由德国人克劳修斯提出,用来度量一个系统的“内在混乱程度”,可以理解为熵是系统中的无序能量。无序程度越高,熵就越大;越有序,熵就越小。
比如你买了一个5000毫安的充电宝,却发现根本无法给5000毫安的手机充满电,于是你怀疑是制造商造假了。其实不是的,那个充电宝它理论上可能真的有5000毫安的容量,那为什么无法给5000毫安的手机充满电呢?因为在化学能转化为电能的过程中,能量并没有被100%的转化,而是有一部分永久地散失在了宇宙中。这部分能量不可逆,无法被再利用,而且永远在增加。
而熵增定律指的就是这种熵在不断增加的过程。在一个封闭的系统内,热量总是从高温物体流向低温物体,从有序走向无序,如果没有外界向这个系统输入能量的话,那么熵增的过程是不可逆的,最终会达到熵的最大状态,系统陷入混沌无序。
举个最直观的例子:
■房间混乱例子:一个整洁的房间,时间一长总会变乱,而乱的房间不会自己变整洁。这就是熵增。
■热水变凉原理:一杯热水放在桌上,不加盖子、不保温,它不会变得更热,而是会逐渐冷却到和周围环境一致。热量总是从高温处流向低温处,而不会自发逆转,这也是熵增的体现。
在物理学中,这被称为热力学第二定律,即封闭系统(孤立系统)的熵总是增加的。换句话说,自然状态下,混乱是必然的,秩序需要额外的能量去维持。
熵增定律的表现
掌控混乱才能掌控人生
熵增定律不仅适用于物理世界,也影响着我们的认知、社会、经济,甚至信息处理。
■ 宇宙的终极命运:宇宙热寂
如果熵不断增加,最终世界会变成什么样?答案是“宇宙热寂”。
宇宙热寂(Heat Death of the Universe)理论认为,随着时间推移,宇宙中的能量会均匀分布,最终达到一个完全无序、无能量可用的状态——那时,一切运动都将停止,所有生命都无法存在。
这个结局听起来很遥远,但它的逻辑却无处不在:如果不做任何努力,任何事物都会走向衰败和失控。因此,熵增定律也被认为是有史以来最令人绝望的物理定律。
■ 信息熵:数据的无序化
信息熵(Information Entropy)是香农提出的概念,衡量的是信息的不确定性。在大数据时代,信息熵的概念被广泛应用于数据压缩、人工智能、网络安全等领域。比如:
1. 数据熵应用:搜索引擎如何过滤垃圾信息?答案是通过计算网页内容的信息熵,筛选出更有价值的信息。
2. 人工智能学习:AI训练模型时,信息熵越低,代表数据越清晰,学习效率越高。
■ 经济系统熵增:为什么企业会衰败?
经济学家也发现,一个经济系统如果缺乏外部干预,熵也会不断增加,最终走向混乱和衰退。比如:
1. 公司管理混乱,最终破产,因为组织结构的无序度(企业熵)在增长。
2. 国家如果没有规则约束,市场会变得混乱,导致经济衰退。
这就是经济系统熵增的表现。
■ 学习效率熵管理:为什么你学不进去?
熵增现象同样适用于学习。如果不主动管理,学习效率会越来越低:
1. 信息过载,导致注意力涣散,熵增加剧。
2. 学习方法不优化,导致知识结构混乱,信息熵升高。
3. 不复习、不总结,导致记忆衰退,认知熵上升。
比如下面这张图,当图中整体英文单词(ENTROPY)完整的时候,我们非常容易理解所表达的意思。而它被完全打乱的时候,你就很难记住它,信息和信息之间的混乱程度就不可描述了,同时你与别人解释的成本也就变的更大了,因为无序,造成不确定也就多了。
再比如:12345678
看起来非常有序,也非常容易记忆,如果把它打算重新排列,没有任何规则,那么自己可能就要费很大功夫找到其中的“规则”才能记住,要么是死记硬背。
这就是成绩熵增的逻辑:如果不主动管理知识结构,成绩就会下降。
如何对抗熵增
物理学家薛定谔在《生命是什么?》中提出,生命之所以能维持自身,是因为不断从外界获取低熵能量(食物、阳光)并排出高熵废物(热量、废物)。
简单来说,吃饭、运动、学习,都是在“逆熵”。如果停止这些活动,生命就会走向熵增——也就是衰老和死亡。
虽然熵增是不可逆的,但我们可以通过外部干预来减缓它,这就涉及到熵减方法。
但在此之前,我们要先了解熵增的两个必要条件:
第一是没有外力做功。
第二是处于封闭孤立系统。
这两个条件缺一不可。
那什么是封闭的系统?不与外界环境、物质、能量和信息交换的系统称之为封闭式系统。
好比一个房间,一个人封闭在房间里面10天,餐饮食品全安排好,没收与外界所有的联系工具,那么这个人就会出现“熵增”的状态——房间变乱、垃圾增多、空气污浊。
了解到这两个条件以后,我们就明白,对抗熵增的思路,其实就是打破这两个条件:增加外力和开放孤立系统。
⚪ 开放系统,不断接受新事物
孤立系统会熵增,开放系统才能熵减。一个人如果封闭自己,不接受新知识、新环境、新挑战,就会像孤立系统一样越来越混乱。
认知提升与熵减的关键在于:
■持续学习,降低信息熵。
■接受挑战,打破舒适区,保持系统活力。
■与高水平的人交流,优化认知结构。
⚪ 外力做功,主动创造秩序
熵增不可避免,但可以通过外力做功来维持秩序。比如:
■定期整理房间,就是人为降低熵。
■设定学习计划,提升学习效率,就是对抗知识熵增。
■企业定期优化管理,就是降低企业熵。
⚪ 对抗熵增,让人生变得有序
■定期复盘,防止认知熵增(比如写笔记、总结经验)。
■养成习惯,降低行动成本(比如固定晨练、阅读时间)。
■保持开放,持续学习新技能(避免成为“信息孤岛”)。
■优化环境,减少无序因素(比如减少手机干扰,提高专注力)。
著名物理学家霍金曾提出黑洞熵的概念,证明黑洞也服从熵增定律。但他同时说过:“智慧是对抗混乱的武器。”
混乱是世界的终极走向,但人类的意义就在于对抗熵增,为世界创造秩序和价值。
宇宙的规律是恒定不变的,我们只有用正确的方法顺应规律,才能找到生命的本质,减少外部无序的混乱,自己的内心才能真正做到安定。
用“有序”对抗“无序”,用“秩序”击退“混乱”,用“负熵”抗衡“熵增”,与你共勉。
▲ 图片来源:Pexels、豆包AI
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