熵增定律:在一个封闭的系统中,如果没有外力做功,其总混乱程度(熵)会不断增大。
今天无意间刷到了一个科普视频,讲的是熵增定律。听完之后,感慨颇多,固记录之。
人活在着就是对抗熵增定律
很多人都说熵增定律是物理学界最可怕的定力,没有之一。因为熵增的本质指的就是世间万物,不管怎么发展最终只有一种结局,这个结局就是灭亡。
爱因斯坦曾说过,熵增定律是第一定律,薛定谔也曾经说过,生命诞生的意义就是为了逆转熵增,但可怕的就是熵是不可逆转的,生命会出现死亡,我们人类自身也会通过化学反应散发热量,回馈宇宙,一定程度上减少了熵增,但是人类的力量是渺小的无法抵抗熵增,那么熵增到底是什么呢?
要了解熵增,要先知道什么是熵?
熵这个概念实在是有点太抽象的,大家应该都在初中物理课本上学到过能量守恒定律吧,能量守恒大意是说,在一个封闭的系统内的总能量保持不变。能量这东西不会凭空消失,只是会从一种形式转换成另一种形式。
就比如火力发电这个过程,从燃料化学能到蒸汽能到机械能到电能。简单来说就是通过燃料的燃烧产生热能来加热水,然后再由水蒸气推动发电机来发电,但是到了这里,科学家发现了一个致命的问题,能量根本做不到100%的转换,因为在火力发电的过程中,从热能转化为电能的效率只能达到39%左右,也就是说有很大一部分能量在转换的过程中就被消耗掉了,而这部分被消耗掉的无法重复利用的能量就是熵。
可以简单的理解为熵就是混乱程度或者无用能量。
有人说熵增定律解释了宇宙的终极演化规律,也有人说熵增定律也是这个世界中最可怕的真相。
我们现在来想几个问题。
热水为什么会变凉?
电脑为什么会卡顿?
整齐的桌面为什么会变得混乱?
无序洁净的墙面为什么越来越杂乱无章?
大家不要着急回答,我们再继续往下看。
为什么懒散要比自律轻松?
为什么睡觉要比工作更容易接受?
我们再把视角变大,为什么朝代总是不断的在更替?不管多么强盛的朝代都会有衰败的?
为什么生物总是在不断的灭亡?不管多么强大的物种都会消失呢?
这些所有的问题,都可以用一个定律来解释这个定律,就是熵增定律。
我们先来看一下熵增定律的定义,熵增定律指的是在一个孤立的系统里,如果没有外力做功,其总混乱程度(熵)会不断增大。
这里面有两个关键词十分重要。
首先第一个关键词是孤立系统,在热力学中与外界既没有物质交换也没有能量交换的系统称为孤立系统。那么我们能不能把宇宙本身当成一个孤立系统呢?
第二个词是不断增加。我们通俗点来理解一下,比如说我们刚才说到了能量之间的相互转换会产生一些无用能量,这些无用能量,就所谓的熵。
所谓的商增定律,也就是说这部分无用能量是不可逆的,没有办法被再次利用,而且是在不断增加的,也就是说不管是整个宇宙还是一颗恒星,它的最终结果都是全部变化为无用能量。
生命的结局就是消失,恒星最终会化为虚无,宇宙的未来就一片死寂,整个宇宙都会变成熵,这种状态就物理学中所讲的热寂。
为什么熵增定律被称为第一定律,因为熵增是个必然的过程,是一个正常发展方向,所有事物的发展规律都是由整齐向着混乱和无序转换,比如说热水为什么会变凉的,因为宇宙的发展规律就是这样的,这个就是必然结果,这个就是真理,为什么躺着要比跑步舒服呢?
因为发展规律就是这样的,懒散就是要比自律舒服,这个是因为有熵增定律的存在,所以我们在努力的时候往往都会产生动摇。这些熵使得我们难以自律,安于现状,不再坚持。
这些概念,放在一个企业上也是通用的,大家可以仔细回想一下,我们身边的百年企业非常少,因为有熵增的存在,所以他经常会让一个庞大的企业变得臃肿,慢慢开始退化,放在一个朝代身上也是如此,所以古人常讲合久必分,分久必合。
那么我们对此就无可奈何吗?
不是,尽管困难,但是我们仍然要对抗熵增,如何对抗熵增呢?
我们再来看一下关于熵增的定义,在一个孤立系统里,如果没有外力做功,其混乱程度会不断增大,也就是说如果不在一个孤立系统中,如果有外力做功,那么其混乱就不会不断增大。所以说我们要对抗熵增,那么就需要一个不孤立的系统和外力做功。
从逻辑上来看,只要达到这两点,那么从一定意义上来讲就可以达到熵减,刚才我们说到了孤立系统指的是与外界既没有物质交换也没有能量交换的系统,那么与之对应的就是与外界有物质交换或者是有能量交换的系统,那么与之对应的就是与外界有物质交换或者有能量交换,又或者是既有物质交换又有能量交换的系统,我们可以将此系统啊简称为开放系统。
第二个无外力做功的解决方案就是寻找外力做功,所以至此我们想要达到熵减这一步,要面对的就是做到开放系统并且寻找外力做功。
然后我们再将这两点引入我们的生活中,然后我们自己的生活来说,每个人在生活中啊都会碰到各种各样的琐事。在种种琐事的压迫下,我们的生活就开始熵增,无用的能量开始增多,我们开始做越来越多的无用功,如果我们就任由熵增发生的话,那么我们的生活就会变得越来越混乱。我们开始迷茫,开始找不到自己的意义,慢慢的生活就变成了一团乱麻,自己彻底丧失了对自己生活的掌控权,甚至直到灭亡。
根据熵减的做法来看,这个时候最佳的解决方案是什么呢?
首先第一点,就开放系统。简单来说,我们要一直保持不断与外界产生交流的状态,这一点说起来比较笼统,但实际上会分的很细,比如说我们要不断的推翻自己以前的认知,学会挑战自己的公理,这个就是一种开放系统,再比如说多出去走走,认识不一样的世界,读新的书,开阔自己的视野,认识新的朋友扩展自己的圈子。
第二点,就寻找外力做功。简单来说,我们每天都要保持清晰的思绪,知道自己最想要的是什么,知道每件事情的主次是什么?学会每次只解决最重要的事情,然后依次再解决其他次要的事情。所谓的寻找外力做功,就是主动做功的意思。也就是说我们要在事情发生或者是在他恶化之前就开始着手解决,不让昨天的事情来到今天,不让今天的事情推到明天了。
说到这里,大家可能就只有一个感受,这件事说起来简单,但做起来非常难。是的,熵减的过程是痛苦的。但是在熵增定律把你的生活搞乱之前,或者说我们在自己的生活脱离自己的掌控之前,熵减可能不是唯一的,但确实是最有效的做法。
我们只是把这套理论套用在了自己个人的生活之中,但实际上,刚才我们就说到了熵增定律作用万事万物。作为一个人,一个团体,一家公司,一个国家,甚至是整个宇宙来说,熵减都是阻止崩溃和虚无的最好的做法。
喜欢追逐安逸是我们的本能,就像是冰块离开冰箱会融化,热水失去加热源会冷却一样。关于熵的定律,最有意思的地方,就是它不仅仅能够解释物理学相关的问题,它也能够去解释去阐明生活上宏观的一些事情,其实我们仔细想想,追求安逸这事其实没有错,但是懒惰有错,所谓的熵减,并不是让我们刻意的去为难自己,而是让我们做一个更好的自己,这么来看的话,熵增定律更像的造物主,用来鞭策万物的一种规律,它可能希望我们能变成更好的自己。