文 | 又在路上Y0Y0 于 2019.6.10
書 | 《伽利略的手指》第四章 熵

日記
從端午假期中歸來，返回城市生活，有些不能適應(yīng)。端午期間在文章開頭寫下一小段簡單的記載的形式倒是啟發(fā)了我自己。于是打算保留這種在文章開始前記錄一段小日記的風(fēng)格。
假期結(jié)束還不滿24小時呢，昨天11點(diǎn)到達(dá)北京南站，一路狂奔中踏著末班地鐵回到了家。到公司又是一陣忙碌，晚上坐在書桌前都還有些恍惚，這一天是怎么度過的呢？
再三回想，提醒自己一件事，活在當(dāng)下。熙熙攘攘、忙忙碌碌都是經(jīng)歷，過好每一天。

前段時間看了一篇文章，引用熵的概念來說明個人管理需使用“開放系統(tǒng)”對抗熵增。看了之后感覺好像很有道理的樣子，但是又說不清道理是什么。稍經(jīng)反思，我發(fā)現(xiàn)，問題很簡單，就是我沒有理解熵的概念，當(dāng)然就更無從說起判斷由這個概念引申出來的觀點(diǎn)是對是錯了。

因此，在恢復(fù)上班的第一天，我打算寫一寫熵的故事。
熵是熱力學(xué)中的概念，為了更好的理解這一概念，讓我們打開《伽利略的手指》這本由物理學(xué)家寫的科普書籍，看看物理學(xué)家怎么講熵的故事。

蒸汽機(jī)的故事

在講這個故事前，寫下幾個問題，不知道你是否考慮過呢？

• 蒸汽機(jī)為什么需要散熱器？
• 為什么蒸汽機(jī)的工作方向是將熱自發(fā)的散向散熱器，而不是反過來？
• 理想狀態(tài)下，可不可以制造出將熱完全轉(zhuǎn)化為功的蒸汽機(jī)/內(nèi)燃機(jī)？

這些問題很多在讀這本書前，我并沒有想過。可是假如想要提高蒸汽機(jī)的效率，這些問題就顯得很有必要。

19世紀(jì)早期，在第一次工業(yè)革命的浪潮中，蒸汽機(jī)是財富的象征。社會力量驅(qū)動著人們對真理的探尋。

• 蒸汽機(jī)的基本原理是，通過將熱源的能量轉(zhuǎn)化為功，使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，同時一部分能量通過散熱器“損耗”掉。
• 蒸汽機(jī)中的散熱器和熱源的地位同等重要，正是因?yàn)樯崞鞯拇嬖?，才使得蒸汽機(jī)得以運(yùn)轉(zhuǎn)。
• 為了能夠做功，必須要有能量的“損耗”（即通過散熱器釋放的部分）。一部分熱量由熱源向散熱器流動的過程（而不是做功），使得發(fā)動機(jī)得以運(yùn)轉(zhuǎn)。

物理學(xué)家們通過對蒸汽機(jī)的工作原理的解剖和分析，抽象概括出了熱力學(xué)定律。
克勞休斯對熱力學(xué)第一和第二定律共同做了簡明扼要的總結(jié)：能量是守恒的，宇宙中的熵總是增加的并趨于最大值。

簡單來講，基本定理指出，單一系統(tǒng)中，熵增是自發(fā)的。而發(fā)動機(jī)作為一個系統(tǒng)，如果沒有熱量耗散（散熱的部分），就沒有熵增；沒有熵增，此項(xiàng)反應(yīng)就無法自發(fā)運(yùn)轉(zhuǎn)了。
為了啟動發(fā)動機(jī)，我們除了“點(diǎn)火”外，更重要的是，將一部分熱量傳遞至散熱器。

物理不好的小伙伴，可能需要結(jié)合原書的案例來推導(dǎo)這部分內(nèi)容。而最后的結(jié)論，即散熱器的必要性，顛覆了我的認(rèn)知。它起了這么一個普通的仿佛只是個配件的名字，卻擔(dān)當(dāng)著不可或缺的職能。這也提示著發(fā)動機(jī)效率的上限，因?yàn)樯崾菃影l(fā)動機(jī)的開關(guān)，所以無法將所有的熱量都轉(zhuǎn)化為功。

熵的概念

為什么萬事萬物變化的方向是從生到死，而不能從死到生（即變化的方向）。這就是熱力學(xué)研究的范疇。

熵，是度量物體中儲存的能量的“品質(zhì)”的指標(biāo)。熵越低，能量的品質(zhì)就越高。而熵增，指的就是能量品質(zhì)的下降現(xiàn)象，即能量耗散的趨勢。
還有一個更加普遍的表述講到，熵是混亂程度的量度，混亂程度越高，熵值就越大。

將熵的概念應(yīng)用于社會生活中，即是建立秩序是以增加混亂為前提的（因?yàn)樾铦M足系統(tǒng)總體熵增）。生命無時無刻不遵循這一定律運(yùn)行著，生物的有序生長是以增加環(huán)境的無序?yàn)榍疤釛l件的。

順著這一思路往下想，不難提出這樣的問題，即宇宙的混亂度是否會變到無限大，以至于熵將不會再繼續(xù)增加，從而使所有事件都因此終結(jié)。這種猜想被稱為宇宙的熱寂學(xué)說。按照這一學(xué)說，在某一時刻，由于宇宙的混亂度不會再增加，任何事情都不會發(fā)生了，一切歸于靜止。

啟示
生命以負(fù)熵為食，即通過創(chuàng)造環(huán)境的熵增來實(shí)現(xiàn)個體的熵減，維持個體的有序性（能量品質(zhì)）。
想想人類對環(huán)境的全方位影響，大約都可以從此點(diǎn)出發(fā)。
想想個人對社會的影響，大約都需要通過這點(diǎn)尋找動力。（外部能量的持續(xù)輸入，外部環(huán)境的耗散趨勢。）