第2章 一切問題的底層規律:熵增定律
- 人生自由的底層規律(套裝4冊)
- 小椰子 何圣君等
- 8105字
- 2022-11-03 10:31:13
在這個世界上,越來越多的名人開始談論“熵”。亞馬遜創始人貝佐斯說:“我們要反抗熵(We want to fight entropy)。”管理大師彼得·德魯克說:“管理要做的只有一件事情,就是如何對抗熵增。在這個過程中,企業的生命力才會增加,而不是默默走向死亡。”清華大學科學史系主任吳國盛甚至說:“如果物理學只留一條定律,我會留熵增定律。”為什么這些我們熟悉的名人都在討論“熵”,要反抗熵、對抗熵、防止熵死?
第一節 來自物理學家的發現
萬物演化的終極規律
為什么滾燙的開水一倒入玻璃杯中,白色的霧氣在杯口會稍縱即逝?不到15分鐘,開水會變成溫水,然后逐漸與室溫趨同?
為什么一部手機、一臺電腦,隨著使用時長的累積,存儲設備里的碎片信息會越來越多,系統越來越卡,散熱越來越差?
為什么很多人總是感到睡懶覺容易,早起很難;吃美食長胖容易,減肥很難;玩游戲、刷短視頻容易,自律很難?
為什么創業時人人都充滿激情,但從成熟期開始,制度流程開始變得僵化,科層制度開始變得官僚,反應速度也變得越來越慢?
能夠解釋以上問題的,正是熵增定律。它詮釋了宇宙最終極的、亙古不變的底層規律。理解這個底層規律,人們就有機會找到破解之道來對抗熵增。
在學習如何對抗熵增之前,我們首先需要理解熵到底是什么。我們學過物理,知道宇宙中的任何物體都處于運動狀態。運動產生了能量,而能量又可以以動能、勢能、化學能等多種形式存在,并且還可以隨時轉換。不同形式的能量在傳遞和轉換的過程中遵循著守恒的定律,這就是能量守恒定律,又被稱為熱力學第一定律。
但除了能量之外,物體內部的分子也會不斷震動,震動頻率的大小需要有一個指標來衡量,這個指標就是“熵”。熵,英語是entropy,希臘語為entropia。在希臘語中,entropia的意思是“內在”,“熵”來自熱力學第二定律,“熵”的本質是一個系統“內在的混亂程度”。
比如你打開煤氣,加熱一壺水,水燒開了,但煤氣從化學能轉化為熱能的過程中,并非100%都進行了轉化,一部分熱能傳遞給了周圍的空氣,并消散在宇宙之中。而這部分的能量不可逆,永遠無法再次被利用,并且永遠在增加。
熵增表示一個系統從相對有序的狀態向相對無序的狀態的演變。而“負熵”與熵增的概念相反,是系統從無序向有序演變的趨勢。比如綠色植物在太陽光的照耀下,將太陽能轉化成生物能;種子發芽生長,開出花朵;蔬菜成長、成熟,結出果實等都是負熵。
那什么是“熵增定律”呢?“熵增定律”是對熱力學第二定律的一種表述方式。簡單地說,熵增定律是指一個孤立系統,即非活的系統如果被獨立開來,又或者把它放置到一個均勻的環境中去,環境中的所有運動都會因為摩擦力的存在而在極為有限的時間里停下來。水從高處流到低處,電流從高勢能流向低勢能,各種勢能都會消失;高溫也會變為低溫并達到平衡。最終,整個系統會退化為死氣沉沉、毫無生氣的一團物質。這種狀態將永久不會改變,人們再也無法觀察到系統中的任何變化,因為它已經歸于死寂。
熵增定律在許多人看來是十分消極、無奈的定律,雖然沒人能逃過熵增定律,但高手懂得如何對抗它。熵增定律有效需要同時滿足兩個條件,缺一不可:一個是沒有外力做功,另一個是孤立系統。因此,如果有外力做功和系統開放,就能對抗熵增,實現負熵。
克勞修斯的發現
1824年,法國工程師卡諾(Carnot's theorem)提出了熱力學中的卡諾定理,卡諾定理指出各種利用內能做功的機械(熱機),比如內燃機、蒸汽機等最大熱效率只和它們的高溫熱源與低溫熱源有關。之后,魯道夫·克勞修斯(Rudolf Julius Emanuel Clausius)在此基礎上對熱功轉換的問題進行了更深入地研究,克勞修斯敏銳地發現了卡諾定理內部存在不和諧,他承認了卡諾定理中有關“熱產生功必然伴隨熱向冷傳遞”的結論,但否認了“熱的量不發生變化”的斷言。
1850年,克勞修斯正式發表的論文《論熱的動力以及由此推出關于熱本身的定律》中提出:除了能量守恒定律之外,另外需要補充一條定律,即:沒有某動力的消耗或其他變化,不可能使熱從低溫轉移到高溫。該定律被后世稱為熱力學第二定律。
1851年,開爾文(Kelvins)提出了熱力學第二定律的另一種表述方式:不可能制成一種循環動作的熱機,從單一熱源取熱,使之完全變為功而不引起其他變化。
1854年,克勞修斯又發表了論文《力學的熱理論的第二定律的另一種形式》,不僅用數學公式表述了可逆過程中的熱力學第二定律,而且還首次引入了“熵”的參態量。
1865年,克勞修斯發表論文《力學的熱理論的主要方程之便于應用的形式》,正式把這一參態量命名為“熵”,并且證明了在任何孤立系統中,系統熵的總和永不減少。自此,熵增定律正式被發現。
同時,關于熵增定律還有一個推論叫作“熱寂說”,該項推論假設宇宙是一個孤立系統,因此宇宙中的熵會趨于極大,并最終達到熱平衡狀態。也就是說,宇宙中每個地方的溫度都相等。由于這項推論涉及宇宙未來和人類命運的重大問題,所以引起了哲學界和科學界持續100多年的爭論。那么,“熱寂說”到底是否正確?宇宙最終是否會歸于熵死呢?
愛因斯坦的相對論發表后,人們開始意識到,任何物理定律都有它的適用范圍,比如牛頓定律只在宏觀、低速、弱引力場適用。因此熵增定律也有它的適用范圍,只是可能由于時代的限制、認知的局限,暫時還沒有找到而已。
同時,正如前面說的,熵增定律的成立是有前提條件的,孤立系統和沒有外力做功缺一不可。到了20世紀70年代,宇宙大爆炸理論逐漸獲得了哈勃紅移、氦元素豐度和3K微波背景輻射這三個強有力的直接證據支撐。因此,宇宙是否是個孤立系統就受到了前所未有的質疑。
另外,宇宙大爆炸理論認為,宇宙膨脹的根本原因是引力作用,而有引力作用下的熱力學和無引力作用下的熱力學得出的結論完全不同。換句話說,在引力起決定作用的體系中,本質上不存在熱力學意義上的熱平衡狀態,宇宙是不穩定的狀態。
當然,這是19世紀的克勞修斯不可能想象到的外在條件。因此,困擾著人類的百年夢魘終于被打破了,科學界爆發出了一陣歡呼:“熱寂說”這沉重的一頁,終于被翻過去了!
熵增定律為物理學奠定了基石,同時還帶給企業和個人以啟示,為無數人提升認知指出了努力的方向。提出這條重要定律的克勞修斯到底是個什么樣的人呢?
1822年1月2日,克勞修斯出生在普魯士的克斯林(今波蘭科沙林)的一個貧寒之家,父親創辦了一所不太掙錢的私人學校,這給克勞修斯的小學教育帶來了方便。克勞修斯在斯特汀中學求學。1840年,克勞修斯考入柏林大學,雖然他對歷史學產生過濃厚的興趣,但最終還是選擇了物理與數學。1847年,他在成立于15世紀的國立哈雷大學繼續深造,并獲得了主修數學和物理的哲學博士學位。
1850年,剛步入社會的克勞修斯發表了關于熵增定律的論文,柏林皇家炮兵工程學院立刻向他伸出了橄欖枝。1855年,克勞修斯就擔任蘇黎世工業大學教授,講授物理學。1865年,43歲的克勞修斯當選為法國科學院院士。一年后,出任德意志帝國維爾茨堡大學教授。1868年當選為英國皇家學會會長,次年任波恩大學教授。
1870年,普法戰爭爆發,48歲的克勞修斯帶領一個學生救護小隊參戰,膝蓋不幸受了重傷,雖然因此被授予象征德意志民族鐵十字勛章這一莫大的榮耀,但留下了長久的傷痛。這使克勞修斯減少了物理學的教學;5年后,克勞修斯痛失愛妻,留下的6個孩子需要他獨自撫養。
1888年8月24日,為人類物理學做出杰出貢獻的克勞修斯去世,享年64歲。克勞修斯在1865年使用過兩句名言——“宇宙的能量是恒定的”;“宇宙的熵趨向一個最大值”,在自然科學界、哲學界被永遠銘記。人們為了紀念他,還將月球上的一座環形山命名為克勞修斯環形山。
對抗熵增的兩條路徑
華為、亞馬遜、谷歌等大企業都是通過持續做功、保持開放系統,成功對抗熵增的典范。那么個人在面對熵增定律時,又應該如何行動才能避免陷入熵死的狀態呢?答案是:建立耗散結構和避免路徑依賴。
什么是耗散結構?耗散結構是由化學家普利高津提出的一個理論,是一個遠離平衡態的開放系統。換言之,如果一個人處于持續不平衡或者不均勻的狀態中,他就不會陷入熵死的狀態。耗散結構是一種型,它的本質依舊是外力持續做功。
任正非曾打過一個比方,一個人如果每天都跑步去鍛煉身體,這就是一種典型的耗散結構。因為身體的能量通過跑步耗散,吃下去的蛋白質就能轉化為肌肉,血液循環會更快;能量消耗了,諸如糖尿病、肥胖癥等會逐漸消失,這個人的身材也會變得更苗條。這就是一個最簡單的耗散結構。
同樣地,一個人如果不停地突破自己的舒適區,通過學習、輸出和使用他所學到的知識和技能也是一種耗散結構。因為在輸出和使用知識或技能的時候,這些學識、認知、技能會逐步內化為個人的行為和習慣,幫助他躍遷到更高的認知層級,擁有更美好的人生。
除了建立耗散結構,個人還應當避免路徑依賴。路徑依賴類似于物理學中的慣性,是指一旦進入某個路徑,就可能對這個路徑產生依賴。這是一個不斷自我強化的過程,不能讓人輕易走出來。使“路徑依賴”理論聲名遠揚的學者是道格拉斯·諾斯,他因此獲得了1993年的諾貝爾經濟學獎。
和“耗散結構”相似,路徑依賴也是一種型。路徑依賴的本質是封閉,在原有的系統里不停地循環。而避免路徑依賴則要求個人找到原有系統以外的路徑。在找尋新路徑的過程中,必然需要突破原有的系統,到一個更大、更開放的系統中去探路。
比如20世紀80年代,在中國,出租車司機是一個很賺錢的職業,普通工人月收入只有幾十元,而出租車司機每月可以掙到1000元以上。但30多年過去了,會開車的人越來越多,當年20多歲的司機如果陷入路徑依賴中,還在以開出租車謀生,他的情況就會每況愈下;而有的年輕司機在二十世紀八九十年代賺了第一桶金,然后用這第一桶金在其他賽道上尋找新的路徑(比如20世紀90年代末買房,之后在淘寶創業,再后來做價值投資),那么他可能就會和還在做出租車司機的人擁有截然不同的人生。
真實世界是非連續性的,這個世界唯一不變的就是一切隨時都在改變。因此,一個人如果能避免路徑依賴,他也能克服熵增,實現負熵,一次又一次地進入新的開放系統,闖出下一條路徑。
最好的狀態:精神負熵
我們已經知道,負熵是一種好的狀態,是系統從無序變為有序的過程。那什么是精神負熵呢?在介紹精神負熵之前,我們先來說說精神熵。
匈牙利心理學家契克森·米哈里把因資訊對意識的目標構成威脅而造成的失序狀態定義為“精神熵”(phychic entropy)。精神熵會導致自我解體,令人的效率大打折扣,如果這種情況持續很久,會對自我造成十分嚴重的損害,讓人無法集中注意力實現任何目標。
不過,資訊是否會對人產生精神熵和自我對這些素材如何理解有關。米哈里舉了一個股市下跌的例子,認為這個消息會讓銀行家很擔憂,但對異議分子來說卻可能是個振奮人心的好消息。雖然一條新資訊有可能會讓人不得不付出心力去應付,造成意識上的失序;但同時也有可能會強化人們的目標,激發出個人更多的精神能量。
與此同時,米哈里還提出了一個精神熵的反面概念,即精神負熵。它是一種對正在進行的活動和所在情景的完全投入和集中,是人們過于沉浸在一項活動中而完全忽略了身邊一切事物的狀態。精神負熵是內在動機的最佳形式,在這種狀態下,人們會完全沉浸在他所做的事情當中。
我國社會學專家、北京大學社會系教授鄭也夫曾經將精神負熵總結為:一個人注意力全情投入,他有一個愿意為之付出的目標;有即時回饋;因為全身心關注目標,忘記、屏蔽了其他日常瑣事,進入了忘我的境界。
專注是產生精神負熵的關鍵因素。雖然人們憑直覺認為,專注、全神貫注可能需要大量消耗精力,但米哈里通過實驗證明,在精神負熵狀態下反而能減輕腦力負擔。
另外,想要獲得精神負熵,個人專注的這件事情還必須要有一定的挑戰性,而且這挑戰難度既不能太大,否則會讓人焦慮;也不能太弱,否則又可能讓人無聊。只有在你專注的事情的難度恰如其分時,精神負熵才會出現。比如一位游泳健將挑戰橫渡英吉利海峽,下象棋時棋逢對手,彈一首新練的鋼琴曲,這些都可能讓人獲得精神負熵。有人把這種體驗描述成“好像漂浮起來”,或者是“一股洪流帶著我”,這種體驗讓人的意識感到井然有序。因此,精神負熵還有一個名稱——心流。
第二節 萬物以“負熵”為生
華為的活力之源
現在,華為的創始人任正非已經家喻戶曉,他是一位每一步都靠自己打拼,真正踐行“對抗熵增”的攀登者。
1944年,任正非出生在貴州省鎮寧縣的一個貧困的村落。19歲時,父親被關進牛棚,任正非扒火車回家探望,父親特別囑咐他要堅持學習。回到重慶后,他不僅自學了電子計算機、自動控制、數字技術,還把高數習題反復做了兩遍,甚至還自學了3門外語。
1987年,任正非從部隊退役4年后,代表公司與合作伙伴交易時被騙了200萬元,不惑之年的任正非被單位開除了,妻子也離開了他。事業和婚姻雙雙跌入谷底。可也就是在這一年,任正非憑借以往的工作經驗,協同幾位志同道合的中年人,共同拼湊出2.1萬元創立了華為。創業初期,依靠代理香港某公司的程控交換機獲得了第一桶金。
1992年,創業5年的任正非決定孤注一擲地投入C&C08交換機的研發。次年,此項目研發成功,并且實現了在價格上比國外同款機型便宜30%,華為一舉占領了市場。
1999年,經過10多年的發展,華為員工已超過15000人,銷售額高達120億元,成為中國第一名企。5年后,華為成為全球第二大電信設備供應商,在全球排行第285位。
2016年,任正非以105億元身價,在胡潤IT富豪榜位列第35名。
2020年,華為占領了人們在“5G”上的心智,并與中國移動聯合在珠峰峰頂實現5G覆蓋。
1987年以來的30多年間,在任正非帶領下的華為一路披荊斬棘,獲得了世俗意義上的名利雙收。華為的成功最不容易被人理解的地方在于任正非把物理學和對“熵”的理解注入了企業的經營和發展戰略中,從而使華為的企業文化、發展思路別具一格。
任正非認為,自然科學與社會科學有著相同的規律。對于企業而言,企業發展的自然法則也是熵由低到高,逐步走向混亂并失去動力的過程。因此,企業想要生存和發展,就一定要逆向做功,將能量從低到高抽上來,增加勢能。
比如1992年華為為什么要全力投入C&C08交換機的研發,因為一旦研發成功就會有君臨天下的價格優勢。價格優勢就是勢能,通過“研發做功”累積勢能,再將勢能轉化為動能橫掃市場。這個過程就相當于將一塊巨石推到萬仞之巔,然后輕輕一推,就能在擁有高勢能的地方,讓這塊巨石轟然而下,用強勁的動能在競爭中獲得絕對優勢,一舉占領市場。
同時,任正非從人性出發,在企業中推行“以客戶為中心,以奮斗者為本,長期堅持艱苦奮斗”的理念;在配套政策上,任正非給予去六類地區,比如到印度出差的員工,每天100—120美元的出差補助,每餐15—25美元的津貼,住當地最高檔的富豪居住區。這在最大程度上激發了員工的深層次動機,讓人人都渴望去“支援困難地區”,人人都期望到五、六類地區出差,賺取10天10K+人民幣的高額出差收入。
對人性的好逸惡勞,任正非用學習“做功”;面對企業的產能落后,成本過高,華為用研發“做功”;應對落后地區條件艱苦,沒人愿意前往,華為用出差政策“做功”。華為在任正非的帶領下一路走來,打破了熵增定律的第一個條件:無外力做功。華為的有效做功,讓企業對抗熵增變為現實。
持續做功的亞馬遜
無獨有偶,亞馬遜的創始人杰夫·貝佐斯也是一個信奉“對抗熵增做功”的長期實踐者。
亞馬遜有一個著名的商業理念——飛輪效應。它是指公司里的各個業務模塊會形成互相做功的有機推動,如同咬合的齒輪,雖然要將這些齒輪組從靜止到轉動起來需要花很大的力氣,但每一圈的做功都不會白費,而且一旦有某個齒輪開始轉動,整個齒輪組就會共同轉動。
第一個飛輪被稱為“史上最劃算的一筆交易”——Prime會員。這項服務的收費標準是99美元每年或者12.99美元每月。Prime會員為加入會員的用戶提供了什么優惠呢?用戶不僅可以享受近億種商品的免運費、隔天送貨、免費觀看和收聽在線流媒體視頻、音頻,還可以在游戲平臺打折購買內容產品。更重要的是,不少品牌好物會出現在Prime會員閃購頁面。這些只對會員開放的好物優惠力度足夠大,因為Prime會員龐大的用戶基數給亞馬遜足夠的底氣去和供應商議價。2018年4月的一份公開資料顯示,亞馬遜的Prime會員已經超過了1億人。這意味著單就一筆會員收入來說,每年就能為亞馬遜帶來99億美元以上的進賬。
在第一個飛輪上持續做功,亞馬遜將為用戶帶來更多、更物美價廉的商品,更物美價廉的商品帶來更好的用戶體驗,更好的用戶體驗帶來更多的用戶流量,更多的流量增加了亞馬遜更強的議價能力,更強的議價能力助推亞馬遜得到全球更多、更物美價廉的商品。這是亞馬遜創始人貝佐斯克服熵增的第一套打法。
第二個飛輪叫作Marketplace,這是一個讓第三方商家在亞馬遜出售自己的商品或服務產品的平臺。亞馬遜在Marketplace平臺上做的功將進一步擴大用戶在亞馬遜平臺上選擇商品或服務產品的余地,增加了商品的豐富性,尤其讓Prime用戶可以在亞馬遜上享受一站式物美價廉的服務。這讓人們在一想要購物的時候,第一個想到的就是亞馬遜。
同時,為了讓第三方商家在亞馬遜上降低成本,Marketplace配備了一個叫作FBA(Fulfillment By Amazon)的物流服務,這個服務允許第三方商家先將商品寄存在亞馬遜物流中心,每當用戶下單時,亞馬遜將發揮物流優勢為它配送。
在第二個飛輪上持續做功,帶來的是更多的用戶流量和更低的商家成本,更多的用戶流量、更低的商家成本驅使第三方供應商紛至沓來,更多的第三方供應商又增加了亞馬遜的議價能力,更強的議價能力讓亞馬遜變成一個商品或服務產品的價值洼地,商品或服務產品的價值洼地吸引更多的用戶流量。這是亞馬遜創始人貝佐斯克服熵增的第二套打法。
第三個飛輪是亞馬遜云服務AWS(Amazon Web Service),它最初只是亞馬遜內部的一項后臺技術。2000年,AWS開始向第三方合作商開放,這給沒有技術能力的中小型合作方帶來了便捷,于是規模快速擴大;更大的規模帶來規模效應,迅速地降低了AWS系統的單位成本;更低的單位成本讓亞馬遜在第三個飛輪上設置了更多的物聯網IOT(Internet of Things)開發者工具;更多的IOT開發者工具又吸引了更多第三方設備加入AWS。
在第三個飛輪上持續做功,亞馬遜通過清晰的路徑利用了越來越多的社會資源。截至2019年財報,AWS業務已經從2014年的46億美元增長到2019年的350.26億美元的營利,5年增長7.6倍多。
亞馬遜的這三個飛輪盡管開始時運轉很慢,需要投入大量能量做功,起初未必能見到可觀的效果,甚至還受到行業內的質疑。但通過持續的外力做功,從結果來看,讓亞馬遜成功對抗了熵增,使創始人貝佐斯于2018年3月6日問鼎世界首富,他的飛輪效應模式也對世界商業產生了重大影響,國內的拼多多、平安好醫生、阿里的淘寶等都開始爭相效仿,以期推動自身飛輪,實現持續增長。
信奉開放系統的谷歌
很多人都羨慕谷歌食堂的壽司、牛排等美食,但大多數人不一定知道谷歌不斷獲得創新成功的秘密——20%時間制。
什么是20%時間制?這是谷歌官方頒布的一種工作制度,即員工可以拿出一周20%的時間去研究自己喜歡的項目。比如我們現在非常熟悉的谷歌地圖(Google Map)、谷歌新聞(Google News)、谷歌語音服務(Google Now)等都是20%時間制的產物。
很多企業高管擔心,如果頒布20%時間制,員工會不會一到每周五就把工作空間變成夏令營營地而恣意妄為。事實上,絕大多數谷歌工程師都會把這份時間放在晚上,甚至周末。從效果上來看,20%時間制并不意味著時間長短,而在于自由。公司并非把員工的時間牢牢捏死,而是放權給員工,讓他們把精力和時間投入真正有激情的項目。
在這種開放性政策的影響下,只要不妨礙正常工作,就沒有人來阻止你。當然,要想讓一個好的創意從種子、開花到結果,一個人努力的大概率是比不上一支團隊共同推進的。但如何吸引別人把時間和精力投入一開始只有你感興趣的項目里,顯然有著不小的難度。
所以在這個過程中,20%時間制政策就衍化出了“演示方案日”,即個人或幾個志同道合的伙伴先用一個禮拜的時間構建項目原型,然后在周末之前向大家做路演。
雖然很多項目原型在路演時被證明并不具備進一步探索的價值,但團隊卻在彼此交流中碰撞出了智慧的火花,不僅邏輯越辯越明,而且多個部門之間的同事從陌生到熟悉、從點頭之交到彼此熟稔。所以谷歌內部后來得出一個結論:20%時間制其寶貴之處并不在于因此創造出了多少具備商業價值的產品,而在于員工們在此過程中磨煉和使用了工作之外的技能,并且建立起了原本獨立作業同事間的有效聯系。
對抗熵增的開放性20%時間制,讓一個企業保持思想開放,讓部門之間打破了壁壘,讓人與人之間產生了鏈接,給未來的各種協作提供了可能性。