思維模型30 - Second Law of Thermodynamics

我認為，熵增定律——熱力學第二定律——在自然界的定律中具有至高無上的地位。如果你的理論被發現違背了熱力學第二定律，你就一點希望都沒有，結局必然是徹底崩塌。 —— 愛丁頓爵士

一個生命有機體在不斷地產生熵——或者可以說是在增加正熵——並逐漸趨向於最大熵的危險狀態，即死亡。要擺脫死亡，就是說要活著，唯一的辦法就是從環境中不斷地吸取負熵。我們馬上就會明白，負熵是十分積極的東西。有機體就是靠負熵為生的。或者更確切地說，新陳代謝中的本質的東西，乃是使有機體成功地消除了當它自身活著的時候不得不產生的全部的熵。——《生命是什麼》薛定諤

熱力學第二定律（熵增）真是深刻的讓人不寒而慄。還可以用來解釋以鄰為壑。 —— 王興

愛丁頓爵士認為熵是時間之矢，薛定諤認為熵是生命之本，而美圖創始人王興也認為熵增讓人不寒而慄。熵這個概念的重要性上面三位都已經闡述得很明白了。其實，我在學習熱力學第二定律這個思維模型之前，從來沒覺得會有一個思維模型讓我把三觀給顛覆了。即使到現在，這個概念對我帶來的影響，真就像王興說的那樣，深刻的不寒而慄。

我的表達能力實在是有限，而且寫出來的東西都是自己主觀的一些看法，所以想要真正的理解這個思維模型，唯有自己學習才可能形成自己的理解，我希望我的筆記只是一個引子，大家不要止步於此。（大家不要嫌我囉嗦，其實這段話本來只在結尾的，但我覺得實在太重要了，畢竟人類的本質多說一遍不過分）

概念

熱力學第二定律是什麼？

熱力學全稱熱動力學，是研究熱現象中物態轉變和能量轉換規律的科學。而熱力學一共包含第零定律，第一定律，第二定律，第三定律這四個定律。而今天主要學習的對象是熱力學第二定律。

公元1854年，德國物理學家克勞修斯首次提出了“熵”的概念，而“熵”也在日後成為了熱力學第二定律的核心概念，克勞修斯認為“在孤立的系統內，分子的熱運動總是會從原來集中、有序的排列狀態逐漸趨向分散、混亂的無序狀態，系統從有序向無序的自發過程中，熵總是增加的”。如果換成容易理解的話就是，熱量可以自發地從溫度高的物體傳遞到溫度低的物體，但不可能自發地從溫度低的物體傳到溫度高的物體。舉個簡單的例子，剛出爐的飯放在餐桌上過一段時間，它就會變得和室溫一樣了，放在久它也不會又熱了起來。

熵到底是什麼？

能量是可以轉化的，比如熱能轉成機械能，但是轉化的過程中不是百分之百的轉化，而“熵”可以理解為被“浪費”的能量。如果我們從熵的角度來看，熱力學第二定律也可以描述為：一個孤立系統熵的變化只能增加不能減少，要減少它的熵，外界必須對它做功。因為能量不管怎麼轉換，每次都會有一些變成熵，所以熵始終是增長的。

而熵在統計學中，熵度量的是系統的無序度，也就是說，系統越雜亂無章，它的熵值越大。例如，我們在一杯水中滴一滴墨水，墨汁最終會均勻分佈在整杯水裡。這個過程就是“混亂度（熵）”增加的過程；如果沒有外界干擾，這杯水裡面散開的墨汁，不會自動歸集到一處（混亂度減小）。

而能量也可以這麼理解，狀態相同的能量聚集起來才能在紅館表現出來，如果只是無序的散落，是沒效的。就像上面說的墨水，聚集起來才能寫字，被水稀釋之後的墨水是很難寫出清晰的字跡。

簡單來說，系統越雜亂無章，它的熵值越大，而一個封閉系統內部，事物總是從有序趨向於無序的，所以熵的值一定是增加的，這就是所謂的熵增定律。

啟示

熵增所帶來的現實

我們能從概念直接得到如果不施加外力，事物永遠向著更混亂的狀態發展。例如，房間沒人打掃，只會越來越亂，不可能原來越乾淨，如果腦袋不用，你的思維能力只會越來越差。

這有點像之前大數定律裡面提到過的，壞事總會發生，生活總是不如意，問題總是接踵而來，而這也是墨菲定律的內容。而熵增就是這些現象的原因，也是不確定性的另一種解釋。所以我們不能祈禱壞事不發生，不能想著放任不管它會自己變好，而實際情況往往都是越來越壞，解決問題的方法只有對它做功。

用熵的角度看生活

生命為什麼偉大？

我們可以想象一下，構成我們身體的原子集合幾乎有無限種排列方式，但幾乎其它的排列方式都不會導致生命形態的出現。如果我們用分數來表示這個概率，那麼這個概率的分母可能是無限大，而分子只有一。換句話說，在宇宙中熵的法則下，我們每個人都是違背了無數種可能而存在的，這難道不偉大麼？

藝術為什麼值得保護？

如果只是拿墨筆在畫面上隨意揮灑，如果次數足夠多的話，也能出現美好的作品，類似例子的還有無限猴子定理，讓一隻猴子在打字機上隨機地按鍵，當按鍵時間達到無窮時，幾乎必然能夠打出任何給定的文字，比如莎士比亞的全套著作。雖然靠無窮的可能組合是能夠達到，但這個幾率卻太小了，在無窮無序的宇宙中所找到了僅有的美麗組合，這難道不值得保護麼？

商業的價值

我們生存的這個世界是一個四維空間，而我們無法控制的維度就是時間，而所有商業的價值的根本也在於效率=時間。所有的商業都是為了解決問題，如果我們解決問題比別人更省時間，這就是價值。例如，微信提高了我們聯繫朋友的效率，阿里提升了我們購物的效率，媒體行業提升了信息傳遞的效率等等。而提升效率最直接的方法就是提高有序性。微信將散落的朋友信息有序的整合到了一個網絡，百度是將網絡上的信息有序的排列起來，根據用戶搜索來快速定位，而阿里則是把所有的商家信息通過店鋪，評分整合起來，通過大數據讓每個人都能快速的找到自己滿意的商品。我們用熵的角度來看，商業價值就在於從無序轉為有序的反熵增運動。

如何反熵？

這裡先說一下反熵的思路，根據熱力學第二定律我們知道，它有一個非常重要的前提——一個孤立的系統，而反熵就是打破孤立變為開放系統。而第二，那就是把無序變為有序——做功。這裡從如何培養自己的反熵思維和亞馬遜的管理哲學來說明。

如何培養自己的反熵思維？

對於個人來說，讓自己的固化思維變為開放思維就是一個反熵思維。在時刻前進的世界裡我們如何保持不動？那就需要不斷的學習改變自己。而開放思維能夠讓我們不斷的吸取外界的新知識。另外，還有一點反熵的方法是努力證明自己是錯誤的，突破自己的現有認知。例如查理芒格先生，每年都會摧毀自己他們原本認為是對的觀點。

亞馬遜對抗增熵

亞馬遜創始人貝佐斯在1998年的致股東信裡出現了“反熵”一詞，這也是亞馬遜成為千億市值公司的重要理念之一。貝佐斯強調自由現金流，所以他把自由現金投入到與主營業務不相關的領域，其本質就是讓亞馬遜的系統流動起來。

貝佐斯還將亞馬遜的內部業務打造成一個對外服務的業務，這樣這個業務就要與市場其它競爭者進行競爭，通過這樣不斷打磨自己的業務，讓獨立業務都能獲得獨立增長與外界交換能量，提高競爭力。現在已經有不少企業都是這麼做的，這就是反熵的作用。

總結

系統越雜亂無章，它的熵值越大，而一個封閉系統內部，事物總是從有序趨向於無序的，所以熵的值一定是增加的。直接用於現實生活，如果不施加外力，事物永遠向著更混亂的狀態發展。而生命的意義就像虐貓狂人薛定諤說的那樣，生命需要通過不斷抵消其產生的正熵，使自己維持在一個穩定而低的熵水平上，而喬老爺子也說過“Stay hungry. Stay foolish“，其實說的是一件事情。

這裡我先提醒一下，反熵並不代表熵會減少，反而會產生更多的熵，比如我們收拾混亂的房間，我們是需要做工的，而且這個工的總量要大於房間整理好所需要的能量，因為有一部分在轉換中浪費掉了，所以總的來說熵還是增加的。所以不要以為反熵是沒有代價，目前我所知的也是我們唯一能做的只是讓熵從一個領域轉移到另一個領域而已。這可能是另外一個話題了，這裡就不展開說了。

最後這裡再提一句，我的表達能力實在是有限，而且寫出來的東西都是自己主觀的一些看法，所以想要真正的理解這個思維模型，唯有自己學習才可能形成自己的理解，我希望我的筆記只是一個引子，大家不要止步於此。

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