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谁也逃不掉的人生终极规则——热力学规律的启示

咱们从中学物理就触摸过热力学三大规律,或许现在脑子里还有些形象。 热力学规律是自然界的普遍规律。它不只适用于自然界,假如将其引申到人类社会,许多道理也是相通的。

一、热力学第一定律:能量守恒定律

1能量守恒定律:能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,只能从一个物体转移到另一个物体,而且能量的形式也可以转换。生活中最直接的例子就是空调:制冷时,室内变冷了,并不是热量消失了,而是热量被转移到室外了;制热时,室内变热了,也不是热量凭空产生了,而是室外的热量被转移到了室内。热量总是存在的,不在这儿就在那儿。世界上大多数事情也遵守着某种“守恒”。气候。有的地方是晴天,必定有别的地方是阴天;有的地方暴雨洪涝,必定有的地方是少雨干旱。财富。有人富的流油,必定有人穷的掉毛。有的行业资本充裕泛滥,必定有的行业死寂萧条。社会资源。比如在全国肺炎疫情中——口罩的供应很难保证既有“量”又有“质”;在防疫上投入了大量资源,势必要侵占日常生活和经济的资源;如果所有呼吸科医生都在治“新冠肺炎”,就会导致其他呼吸系统病患求医困难。生活体验。比如住市区嘈杂、堵车,但生活配套充裕;住郊区安静空气好,但购物娱乐、就学就医可能要跑点路了。任何一件事有其优越性就必然有其弊端。鱼与熊掌不可兼得,我们享受了它的好,就必然得承受它的坏。人生体验。吃了很多苦,便会得到很多甜;如果选择了先得到,那么将来一定要为此而付出;有古语“少壮不努力,老大徒伤悲”,说的也是这个意思精力时间。常被无关琐事绑架,就无法专注去做真正有价值、有意义的事。整天忙于工作/应酬/加班,疏于教育孩子,就可能产生“熊”孩子。

甚至,人的情绪。比如,你肯定听说过,喜剧演员更容易得抑郁症;还有高速收费员、银行柜员的职业假笑。情绪过多的对外释放,便掏空了自己。每时每刻都要释放好情绪,那只能摊薄变稀了。

那我们能怎么办呢?根据矛盾的主次排序做出合乎现实的取舍。这就谈到了得与失,其实上述大部分问题都可以概括为得与失的守恒。有得必有失,有失必有得。当得到什么时,别高兴太早,得想想因此而失去了什么?当失去了什么时,也别一味惋惜,难道就没有因此而得到什么吗?正所谓“塞翁失马,焉知非福”,“失之东隅,收之桑榆”。 2热力学第一定律还有种简洁的说法:第一类永动机不可能制成所谓第一类永动机就是不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器。第一类永动机听上去很荒唐,但19世纪有很多人尝试制造出这类永动机。当然随着科技发展和人类认知水平的提高,我们再也不会相信第一类永动机,但其背后暗藏着基于人性的不劳而获的思想却不容易消除。工作既怕苦又怕累,却想要出任CEO迎娶白富美。这不就是变相的永动机吗?我们都听过“天下没有免费的午餐”,但当所谓“免费的午餐”到来的时候,还是有很多人会相信自己就是幸运的一个,比如电信诈骗者告诉你中奖之类的。这就是利用了不劳而获的心理。 3能量守恒定律不只告诫我们不劳而获是空想,它还能指导我们怎么去获得。能量守恒定律的另一种表述方式物体内能的增加等于物体吸收的热量和对物体所作的功的总和。能量是守恒的,每个人都想让自己的能量增加,但想要收获必须付出与之对等的代价,或者说成本。你得投入时间、精力,才能获得个人能量的增加。比如,一名学生想取得优异的成绩,必然要在学习上下更大功夫,成天睡觉、追剧、打游戏,不会有大的收获;一名职场人,想提高自己业绩,必然要付出比同事更大的努力和坚持、更多的时间和精力……付出总会有回报,付出少,收获就少,付出多,收获就多。人的一生中,付出和收获也是总体守恒的。每个人的付出都会有回报,无论以什么形式,有的是看的见的,有的是看不见的;并且回报不一定来自付出的对象,回报的周期也有可能很长。比如很多人毕业后第一份工作可能工资低干活还不少,努力工作付出,得到的金钱回报少,但能力素质、经验方法得到了提升,跳槽后增长的薪水就是对你能力提升的回报。反过来看,有收获肯定是因为付出了。当别人有了好成绩,不应只是羡慕嫉妒,应想到在辉煌的成绩背后是对等的付出,越是成绩卓越的人,就越是各方面付出较多的人。 二、热力学第二定律:熵增定律以下这些现象可能你不会陌生,并且也有这样的疑惑:为什么咖啡和牛奶倒在一起,会自发混合在一起,之后却不会自发地再分开?为什么房间只会越用越乱?而不会越用越整齐?为什么刷抖音会让人感觉轻松愉悦,甚至上瘾?坚持刷抖音很容易,坚持看书、坚持健身却很难?为什么散漫很容易,专注却很难?为什么好习惯养成很难,打破很容易,而坏习惯养成很容易,打破却很难?为什么变坏太容易,变好太难。这些问题听上去像废话,但如果去深入思考、尝试把这些问题解释清楚,就会发现这些问题很有趣味,也很有价值。这都和热力学第二定律(即熵增定律)有关。可以说我们的世界万物几乎都由其掌控。

 

1、热力学第二定律

物理学中有个热力学第二定律,它有如下几种表述形式:克劳修斯表述法:热量不能自发地从低温物体传到高温物体开尔文表述法:不可能从单一热源吸收热量,使之完全变成有用功,而不产生其他影响你可能想问:到底能不能让热量从低温物体,传到高温物体?开尔文发现,这并非不能实现,只是你要付出“代价”,他称之为“其他影响”。让热量从冷物体传到热物体,也就是冷的更冷,热的更热,这真的可能么?其实我们每天都在用:空调。炎炎夏日,外面很热,屋里可能稍凉点。按照热量从高温物体传递到低温物体的规律,热浪只会不断从室外涌入室内,毫无办法。但空调的发明,实现了相反的过程:把热量从屋里抽走,排到外面去。因此,屋里会越来越凉快,而外面会越来越热。根据热力学第二定律,为了实现它,我们要付出一定的代价:即花费额外的电能。我们花费了很多电能,用来搬移热量,却不能消灭热量。相反,用电本身还会产生更多的热能。因此,从整体来讲,大量空调的使用,会让整个城市的整体温度升高,我们可以把它看成是,人类获得室内凉爽的“代价”。人为地增加一个地方的能量、资源、信息,构建一个局部的秩序,都是以牺牲外界更多的能量、资源、信息为代价的,是以外界的更加无序为代价的。     热力学第一定律告诉我们,能量总量总是守恒。而第二定律告诉我们,能量的品质是有高低的,且在没有外力的情况下总是从高品质转向低品质状态,损失的品质就是那些我们无法利用的能量,例如机器工作时产生的热能等。热力学第二定律也有一种简洁表述:第二类永动机不可能制成所谓第二类永动机就是热能100%转化为有用功的热机。换句话说,热力学第二定律揭示的道理是投入并不能100%转化为正向的回报。热力学第二定律考虑了能量在不可逆过程中转化的耗散效应,由于各种耗散项的作用,能量转化为两部分,一部分可以被利用的是有用功,另一部分是耗散项消耗的无用功。评价一套系统是否高效,就要看投入能量后有多少转化为有用功。从热力学第二定律可以看出,无论系统多么高效节能,都会有部分能量转化为无用功。热力学第二定律打破了我们的又一幻想。我们曾天真地以为,付出多少努力,就会有多少收获。但实际上并不是付出一百,就能得到一百。努力之后,能否取得收获、取得多少收获,取决于我们的效率有多高。 2、“熵”及“熵增定律”热力学第二定律还有一种表述法一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行人们为“分子热运动的无序性”定义了一个参数,称之为“熵”(念shāng,与“商”同音),因此这种表述法也被称为“熵增定律”。即:在一个孤立系统里,如果没有外力做功,其总混乱度(即熵)会不断增大这种表述法不是只描述现象(克劳修斯表述法),也不是想着怎么去改进(开尔文表述法),而是真正尝试去解释背后的根本原因。因此,它的适用性可以扩展到很多领域。简单的说,“熵”就是事物的混乱程度,熵值越高越混乱无序,熵值越低越有序。墨水滴到水里会渐渐散开,再也没法重新聚集;花瓶很容易摔碎,而且一旦摔碎,就很难复原;树木烧成了灰就不能再变成树,泼出去的水不会自动回到水盆里……这都是熵的增加。举个简单例子:城市街道如果没人打扫,城市会越来越脏乱差;这是一个有序状态自发成为无序状态的单向过程。脏乱差的街道,无法自发地变成干净整洁的,这就是无序程度增加了,也就是熵增加了。如果要使它变成有序的,必须有外部能量的输入,环卫工人需要耗费更多的精力,打扫整理好,这个过程,使街道的熵减少了,但是以增加更多的熵为代价。也就是说,熵增是自发的,而人为的作用可以减少局部的熵,但以增加外界更多熵为代价。我们讲熵增和熵减。熵增就是功能减弱,人的衰老,组织的懈怠等等,这些都反映出功能的丧失。熵减指功能增强,比如人通过摄入食物,组织通过建立秩序等等实现熵减,功能增强。人们谈论熵、重视熵,归根结底是为了“熵减”,即积极实施外部干预,提高能量有效转化率,减少无用能量的占比。熵增定律实际上描述了世界运行的一条底层规律:所有事物都会向着一个确定的方向发展,而不幸的是,这个方向是秩序的反面:无序任何一个系统,只要满足封闭系统,而且无外力维持,它就会趋于混乱和无序。所有事物都会自然地朝无序的方向发展,除非有外力作用于它。小到一株草,大到一个社会,都可以用熵增定律来解释。一个人,如果不吃不喝也不动,很快会走向死亡,而整天吃喝却懒得动,健康长寿也是奢求。一个企业,如果不能持续创新和进步,很快就会被淘汰,最终走向灭亡。 

3、熵增定律让人顿悟

熵增定律告诉我们,所有的系统都是能变坏,则变坏。对于我们每个人,自律总是比懒散痛苦,放弃总是比坚持轻松,变坏总是比变好容易……只有少部分意志坚定的人能做到自我管理,大多数人都是作息不规律,饮食不规律,学习不规律。因为事物总是自然的向着熵增的方向发展,所以一切符合熵增的,都非常的容易和舒适,比如懒散。如果你要变得自律,就得逆着熵增做功,这个过程会非常痛苦。以下这几个问题,你可能曾经问过自己,你的答案是什么?「为什么散漫容易,专注很难?」这是因为散漫放空对应的是无序的状态,意味着我们不施加任何外力的情况下,大脑毫不费力的就会自然而然往这个方向发展。而专注聚焦代表着有序的状态,意味着熵减,要达到熵减的目的,我们就得有克服熵增的反向作用力。这个作用力可能是强大的自我管理能力,或者课堂纪律、父母压力、考试任务等等外力。「为什么好习惯很难培养?坏习惯很容易养成?」    常见的好习惯如:早睡早起、坚持学习、坚持锻炼、专注、讲卫生、讲文明懂礼貌等。可以视为“熵减”现象。常见的坏习惯如:睡懒觉、拖延、常常走神无法专注、迷茫散漫、不讲卫生、粗鲁无礼等。可以视为“熵增”现象。由于“熵增”不费力,因为它是自发的作用力,所以坏习惯总是很容易养成且难改变。而“熵减”费力,因为必须克服熵增的趋势、通过不断的做功才能达成。「为什么坚持刷抖音很轻松?坚持读书却很难?」那些引导我们纯消遣娱乐、放纵自我的东西在帮助我们熵增。这类东西的特点是,大部分都可以轻松地、无需任何思考地使用,耗时间且容易成瘾。那些帮助我们学习进步、提升效率、提高生产力的东西在帮助我们熵减。这类东西的特点是,我们需要大量主动的思考,不仅不易成瘾,坚持使用还需要很大的自我驱动力。 

4、熵与我们的关系

熵和生命:生命是怎样避免衰败的呢?人们通常认为是“新陈代谢”,而新陈代谢的本质就在于使有机体成功地消除了活着所产生的全部的熵。一个生命有机体,在不断地增加着它的熵,并趋于接近熵最大的危险状态,就是死亡。要摆脱死亡,要活着,唯一方法就是从环境里不断汲取负熵。生命以负熵为生。比如,树木的光合作用,就是把太阳光的能量和那些水分、营养物质一起,变成自己的生命力,使能量不断累积,这种过程是逆着熵增定律的。换句话说,负熵,意味着生命力。人的生命,不也是要从植物、动物那里获取生命所需的能量,变成生命力吗?这也是逆着熵增定律而行的过程。而人的死亡,就是达到了熵的最大化。如果你从现在开始不吃不喝,过不了几天就挂了。从出生到死亡,这两种相反的力量,熵和负熵,相互博弈,贯穿人的一生。 熵和组织:对于企业,比如大公司的组织架构会变得臃肿,员工会变得官僚化,整体效率和创新能力也会下降。生命以负熵为生。同理,企业要保持发展动力,需要的就是生命活力。简单来说,在企业发展过程中,熵增是必然趋势,队伍僵化、流程冗长、协同复杂等大企业病都可以理解为熵增的必然结果。企业管理要做的只有一件事,就是尽量减少熵,也即增加企业的生命力。需要打破固有的结构、原有的秩序,吸取新的能量等。 熵和爱情:从单身到恋爱,这是一个从无序到有序,从混乱到稳定的过程。从这个角度来看,恋爱其实是个熵减过程。人们需要不断向该系统提供能量以维持稳定,否则系统的有序性就会被破坏。比如,为了维持熵的稳定,你们可能每天都得打电话、聊微信、互道晚安;男生变的愿意收拾自己、收拾屋子了,女生变的更加精致了;你们需要经常设计一些浪漫的惊喜,制造一些温馨的氛围;为了维持系统的有序,你们可能需要放弃自己原有的一些生活习惯、兴趣爱好,去适应对方的生活节奏,融入到彼此的圈子,以此让系统达到有序一致;钱也是一种能量,有时为了维持恋爱系统,还必须把这种特殊的能量注入进去……以上种种,无一不说明,要维持恋爱关系的稳定,双方都必须投入大量的时间、精力、金钱,否则根据熵增定律,熵一定会自发增大,导致之前所做的一切努力都白费。这就是为什么谈恋爱会很累的原因,一旦你再无精力将能量注入到恋爱系统之中,你就会感到累觉不爱,进而分手。 

5、如何对抗熵增

熵增总是会把我们带到一个混乱、无序、发展停滞的状态。那我们是不是只能这么看着它在变坏而无能为力呢?我们如何对抗熵增呢?方法其实就蕴含在熵增定律中,从定义来说,熵增的条件有两个:封闭系统+无外力做功。只要打破这两个条件,我们就有可能实现熵减。 对于个人:如果我们不主动投入能量做熵减,生活就会脱离我们的掌控。怎么办?1)主动做功 就是要对抗熵增做功,分三类:物质、能量、信息。物质就是饿了要吃饭,还要吃的营养均衡,这样才能活下去;能量就是自律、学会控制,吃胖了就要运动,让体脂含量处于一个正常值,这让我们活得久;信息就是要学习常识和知识、接收信息并消化,这让我们活的有意义。2)开放系统 一是要打破封闭系统,要与外界产生物质或能量交换。把无用的熵排出去,然后吸收新的可用物质、能量和信息。比如每天的新陈代谢,比如通过锻炼减去一身赘肉,比如看本好书。 二是远离舒适区。我们极容易陷入舒适区,即使尝试了一件新的事情,认识了一个新的人,也会很快熟悉,并待在这种状态之下。如果发现生活很久没有波澜,想必已经掉进舒适区了。要不断超越自己,给自己新的目标,新的计划。比如去新的环境(旅行、跳槽、或换个城市生活),获取新的认知(读书),结交新的人(社交)。 对于组织:一个企业组织的发展其实也是在抵抗熵增。如果没有新的思想、新的技术、新的员工注入,必将走向腐化和消亡。企业招聘新的员工、对组织进行整理,制定高度有序的规则,才能让组织高效运转,才可能有创新。保持开放和做功,才能抵抗组织的熵增。1)主动做功 许多公司在创业初期非常努力,每天花大量的精力进行各种战略和组织的进化。但随着企业做大和成熟,员工就会慢慢懈怠,组织会变得臃肿,制度会腐旧脱节。所以,作为领导你要努力保证企业的活力,任何时候都不能松懈。一旦你减少了能量的投入,企业的熵增就会立马回来。 2)开放系统 一是必须开放,把那些衰败的东西全部排出系统。比如陈腐的制度、无产出的员工、落后的信息等等;然后吸收新鲜血液,比如先进的理念、新的人才、前沿信息等等。城市和国家可以看成更大的组织,中国最有活力的地方是深圳,深圳95%以上的人口都是移民来的;美国能够持续繁荣,成为最有活力的国家,跟美国坚持从全世界引入顶尖移民、技术等不无关系。二是远离企业的舒适区。当熵逐渐增大,虽然系统会变得越来越混乱无序,但是这种结构却更稳定,这种稳定的平衡态就是企业的舒适区。要远离这种状态,推行新的理念,引进新的人才,吸收新的技术…… 

6、熵让我们懂得感恩

热量会从热的物体传到冷的物体,只是这规律的一个面而已。马路自然会脏的、杂草也会丛生,这是规律;屋里会越来越乱,这也是规律;饭菜不会自己跑到桌子上,这是规律;人会生老病死,这更是规律。一切并非是某个人的责任。但为什么,我们发现马路并没有越来越脏呢?屋里也一直很整洁?总会有可口的饭菜吃?而人的寿命,也会越来越长?一旦问出这些问题,就会发现这个世界上最美好的秘密。那是因为,有无数的人在花费着巨大的努力,努力维持着一切的秩序。他们以一己之力,抗衡着自然规律,也因此,他们在默默支付着我们之前提到的“代价”。早晨4、5点钟,清洁工就在努力工作了;爸妈每天在花费时间,整理着屋子,为你做可口的饭菜;无数医生加班加点努力工作,为我们提供最好的医疗服务。只不过,没人能把一件事做到真正100分。这时候,看问题的角度,足以决定我们和世界的关系。成熟的人们,知道世界本就是不完美的,而且会一直朝着无序的方向发展。当他们享受到任何哪怕不太完美的服务时,也会报以感恩的心,因为他们明白,能在无序的宇宙中创造出这么一点秩序,也一定是某些人支付了相当的代价才换来的。 三、热力学第三定律:绝对零度不可达到热力学第三定律:绝对零度不可达到。这里的温度是热力学温度,单位是开氏度,0开氏度就是摄氏温度-273.15度。这是宇宙中低温的极限。这个温度只能无限趋近,永远无法达到。在现实生活中,也可以引申为:世上没有绝对、没有完美。要趋近于完美,就得付出代价。并且,越趋近完美,付出的代价越大。你的卧室,温度要降到20度,家用空调就可以;要降到-20度,就要把卧室改造成冷库了;要降到接近-273.15℃,那成本可能都够买套房了。学生考试,考90分可能稍微努力一下就能达到。但要考100分,甚至门门都考100分,那就得付出超常的努力,成本非常高。再如,科学上的所有测量,都是测量出一个非常接近真值的数值(总会有误差的),传感器精度越高,测出的数值越接近真值,但付出的成本肯定越大(高精度的传感器肯定比普通传感器贵)。

一般做法是,在能满足使用需求的精度要求下,用最低的成本去实现。

 

本文结束,我们不是要用科学来解释生活,但可以从中得到一些思考和启示。

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