熵增定律第一性原理(影响一生的第一定律)
熵增定律第一性原理(影响一生的第一定律)
今天第一天发文章我们就来聊聊宇宙第一定律“熵增定律”,因为清华大学的科学史系主任吴国盛说过一句话“如果物理学只能留一条定律,我会留熵增定律。”那个因一只猫而家喻户晓的薛定谔也说过:“人活着就是在对抗熵增定律,生命以负熵卫生。”还有物理界的大拿爱丁顿伯爵不也说过:“我认为,熵增原则——即热力学第二定律——是自然界所有定律中至高无上的。”等等名言就不再一一列举了,既然熵增定律如此重要,就先得知道“熵”是什么对吧!熵的概念是由德国物理学家克劳修斯于1865年所提出。最初是用来描述“能量退化”的物质状态参数之一,在热力学中有广泛的应用。但那时熵仅仅是一个可以通过热量改变来测定的物理量,其本质仍没有很好的解释,直到统计物理、信息论等一系列科学理论发展,熵的本质才逐渐被解释清楚。熵其实表示的是自然界的一个发展方向 熵等于k×ln(Ω) 这个k叫玻尔兹曼常数,玻尔兹曼常数为1.38×10^-23 J/K,这个Ω会越来越大,所以熵也会越来越大,Ω在自然的发展方向是变大的,所以熵也是变大的。什么是自然界的发展方向呢?举个例子:“我们有一罐氧气,如果我们把氧气的口打开氧气就会自己放出来,但是空气中的氧气不会收缩到罐子里面去,这就是自然界的发展方向。”但是熵其实也是一个度量工具,我们系统(系统可以是万事万物,大到包含宇宙天体,小到分子)中有巨多的无效能量,那么“熵”就是用以度量一个系统的“内在混乱程度”。那么无效能量又是什么呢?还是举个例子来说:“农村的冬天异常寒冷,这时候你紧紧衣袖,又赶紧给火盆里添了一些木炭,炉壁被炭火映照得灰红!”当你抬手把木炭加到了火盆里,这个动作必然会消耗一些能量,但并没有100%转化,这部分消散的能量就永远的消散在了宇宙中,它就是无效能量。同理燃烧的木碳,烧红的火盆都在做能量转换运动,也都永远有一部分无效能量消散不见。是不是因永久消散的能量而感到了一丝忧伤,对的!这里又引出了一片争论,有悲观者认为:“永不停歇的熵,生命总会终结,宇宙终将寂灭!”乐观者说:“不要灰心,熵在无休的增加,宇宙也在无限的膨胀,所以生命没有尽头,宇宙还有希望!”要我说,谁知道呢反正这件事更类似于一个哲学理论是吧,我们只是路人来看看熵的!
粗浅的了解了一下“熵”,那么我们再粗浅的谈谈“熵增定律”。既然我们知道了熵是自然界的发展方向,不可逆转,无法被再利用,且永远在增加。熵增定律的定义也就出来了:“在一个孤立系统里,如果没有外力做功,其总混乱度(即熵)会不断增大。”这里我们是不是总结出了三个非常重要的词“孤立系统”,“无外力做功”,“总混乱度”,听到这里大家会不会感觉到一股浓浓的熟悉感。自秦朝至清末,中华统一两千年来,我们就是一个封闭的封建王国,无较大的外力作用并与外界自成一体,自给自足,这也就导致了后来列强对我大中华的一个悲伤故事(每一个朝代也是熵减对抗熵增的一个内在循环:建立王朝——繁荣强盛——腐朽衰败)。当然自我们开放系统,改革开放理顺思路后,我华也取得了举世瞩目的成就。
由此更深刻的认识到了熵增定律的重要。往大了说它左右着宇宙,往小了说左右着国家,左右着企业,左右着我们每一个人,那么我们所有生命的历程发展都是一个对抗熵增,努力熵减,从低熵复杂度,到高熵复杂度的过程。高熵就意味着高度无序、高度混乱,为了改变这种状态,我们迎来了“耗散结构”,它就能做到熵减打破熵增定律的封闭系统,与外界产生物质交换。耗散结构是在远离平衡的条件下,借助于外界的能量流、质量流和信息流而维持的一种空间或时间的有序结构,它随着外界的输入而不断地变化,并能进行自组织,导致体系本身的熵减少,让物体从无序变得有序。关于这一点,任正非有一段非常生动地比喻:“你每天去锻炼身体跑步,就是耗散结构。为什么呢?你身体的能量多了,把它耗散了,就变成肌肉了,就变成了坚强的血液循环了。能量消耗掉了,糖尿病也不会有了,肥胖病也不会有了,身体也苗条了,漂亮了。”想要拥有更好的身材、活得更为长久,我们就用“锻炼”反抗熵增;想要升职加薪、更高的社会地位,我们就用“深度学习”反抗熵增;想要更亲密的关系,我们就用“情话”“礼物”“金钱”来反抗熵增…。企业也是如此,为了活下去,需要招聘优秀人才、需要实行竞争机制、需要投入技术研究、需要对外企业宣传、需要内部文化建设,等等。所以最后总结一下要做好熵减我们必须要做到三点:1.开放系统勇于接受新思新世界,2.打破平衡态远离舒适区(如果你发现生活已经很久没有波澜了,想必你已经掉入平衡态了)。3.智能化,保持一直看书学习的姿态不断变得更加智能以扩大眼界和认知,在无序中发现有序。
说在结尾,我们讲了那么多熵增的坏话,但必须知道熵增只是一个法则,只有深刻理解了这条法则并与之熵减,未来的路才会变得更加有序而美好。