软件开发中的“熵”

熵可以解释为混乱度的度量单位,一个系统熵低则混乱度低,熵高则混乱度高。

熵可以理解为每一种能量分配的概率的直接度量,能量在两个实体平均分配时,其熵最高。熵值低意味着能量聚集,熵值高意味着能量发散。

系统由有序转变为无序被的过程是熵增,比如系的鞋带会开;家中铺的很整齐的床单睡过后会变乱...这都是熵增现象。在这里我们先要引入一个概念,“热力学第二定律”热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体,但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物体。比如一滴墨滴进清水,清水会变黑;一个热的物体和一个冷的物体放在一起,热的物体会变冷,冷的物体会变热.....物理系统总是会趋向平衡状态。一个系统的温度是不均匀的,它慢慢趋向均匀;一个溶液的浓度是不均匀的,同样它会慢慢趋向均匀。

任何系统,自然情况下,都是从有序到无序,这是有科学依据的, 按照热力学第二定律,自然界的一切自发过程都有方向性,一个孤立系统会由有序变为无序,即它的熵会不断增加,最终寂灭。但生物可以通过和外界交互,主动进行新陈代谢,制造 “负熵” 来保证自身有序,继续生存。

同样,一个软件系统随着功能越来越多,调用量急剧增长,整个系统逐渐碎片化,越来越无序,最终无法维护和扩展,所以系统在一段时间的野蛮生长后,也需要及时干预,避免越来越无序。

架构的本质就是对系统进行有序化重构,不断减少系统的 “熵”,使系统不断进化。

ps:为什么"世间好物不坚牢,彩云易散琉璃脆"?就是因为事物维持美好的状态是需要能量的,如果没有能量输入,美好的状态就会结束。

这也引起我世界观的变化。我从此认识到,人类社会并非一定会变得更进步、更文明。相反地,人类如同宇宙的其他事物一样,常态和最终命运一定是变得更混乱和无序。过去五千年,人类文明的进步只是因为人类学会利用外部能量(牲畜、火种、水力等等)。越来越多的能量注入,使得人类社会向着文明有序的方向发展。

为什么有水土流失,大海为什么是咸的,因为熵增是趋势;
什么是生命,生命就是一套伟大的“空调系统”,利用太阳能抵抗熵增;
农业为什么伟大,因为人类能大规模利用太阳能抵抗熵增;
工业革命的本质是什么,是化学能源的利用,和能源利用率的提高;
氮肥的发明为什么伟大,因为人类终于能把石油的能量转化为粮食了;
生物燃料为什么是“邪恶”的,因为人要吃的玉米拿去给汽车烧,和“氮肥”恰恰相反。
……
整个世界就清晰了。

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