第一節　熵：宇宙第一定律

一、能量與熵定律

能量是物質在時空中運動和轉化的形態。無論是自然系統還是社會系統，都是由能量推動而運動和發展的。沒有能量，一切系統都是死寂態。在封閉系統內部，能量運動是有方向的，而且這個方向是唯一的、不可逆轉的，這就是向著熱平衡發展。也就是說，在封閉的系統中，能量不可逆地由能做功向著不能做功發展，即由有能量向著沒有能量發展；系統也就由不平衡向著平衡發展、由有序狀態向著無序狀態發展。這是一種不可逆的自然規律，這種自然規律在熱力學中被總結為熵定律。

愛因斯坦曾說熵定律是宇宙第一定律。那么，熵是什么呢？熵增原理又是什么呢？

簡單地講，熵是衡量系統內部能量或者系統混亂程度的度量指標（參量）。在一個系統中，如果熵值大，說明系統內部能做功的能量就小，同時系統內部的有序度就低，混亂程度就高。

熵是熱力學第二定律的表述，是關于能量轉化方向的定律和不可逆定律。熵定律指出：一切熱力學系統都存在著熵，熵是對系統能量和混亂度的度量。在孤立系統中，熵自發地不可逆地增大，直到所有能量消失、系統完全平衡。

熵增原理揭示了孤立系統不可逆的發展規律，這就是不可逆熱力學過程中熵的微增量恒大于零。在一切自然過程中，一個孤立系統的總混亂度，即熵，不會減小。一切孤立系統內產生的熵恒大于零，一切自發過程產生的熵恒大于零。隨著系統熵增加，系統可用的能量越來越少，系統混亂程度必然不斷上升，直到最大熵值，即熱平衡（在系統內部，任何一個地方測到的熱值或溫度都是一樣的，這樣的平衡態就沒有做功的能量）。這就是不可逆定律，也就是熵增定律。

我們知道，熱力學第一定律揭示了能量守恒規律，而熱力學第二定律揭示了能量轉化過程具有條件和不可逆方向的規律。第二定律是一個基本的自然規律，這個規律不是從任何一個定律中推導出來的，是被大量事實證明了的自然過程中的熵增不可逆發展自然規律。

同自然系統一樣，社會系統也有這樣的不可逆發展規律。例如，一方面，在開放條件下的自然過程中，社會系統的先進技術或理論都是由低級向高級發展。經濟學家將其總結成技術經濟的梯度轉移理論。又如，人類社會由原始采伐和漁獵社會向農耕社會發展，再由農耕社會向工業社會發展，這是不可逆的社會發展規律。另一方面，在封閉條件下的自然過程中，社會系統沒有能量補充，熵增不斷，最終將不可逆地走向滅亡。為什么任何系統在自然過程中，都會有這種不可逆的發展現象呢？這正是熵增定律在開放和封閉兩種系統運動中的必然作用所帶來的兩種結果。

熵增定律是克勞修斯提出的熱力學定律，他引入熵的概念來描述不可逆過程，即熱量從高溫物體向低溫物體傳遞是不可逆的。1865年，克勞修斯發表了一篇關于熱力學的論文，提出了熵的概念，第一次明確了熱力學第二定律的基本概念。他證明了在任何孤立系統中，系統的熵永遠不會減少，或者說自然的自發過程是朝著熵增加的方向進行，這就是熵增原理。

為了能夠方便地計算熵值并且衡量系統的混亂程度，玻爾茲曼給出了著名的統計力學的熵公式，這就是熵S與無序度Ω之間的關系：

S=klnΩ

式中，S是系統的熵值，表示系統的混亂程度；k是玻爾茲曼常數，是關于溫度及能量的物理常數；Ω是某一個客觀狀態所對應的微觀態數目。

熵定律指出，任何一個孤立系統，其內部能量總是從能做功發展到不能做功，系統內部從不平衡態發展到平衡態，系統也從有序向無序發展。或者說，任何一個自然過程，都必然是從有序向無序發展、從不平衡向平衡發展、從有能量向無能量發展，也就是向衰亡的終極熱平衡態發展。

例如，一個房間，只要不打掃，沒有其他干預，那么自然地，這個房間就會越來越臟、越來越混亂。系統從有序自發地向無序發展，能量從能做功向不能做功發展，這就是系統的熵增。又如，一杯熱水放在自然環境中，自然地會變涼，也就是自然地向空間耗散了熱量，這也是熵增。

熵定律對我們的啟示是，如果你什么都不做，明天不會變得更好，只會變得越來越差。企業組織也好，人生也好，都是在與熵增抗爭中存在的。如果我們想要激活自己的潛能，使自己得到有效發展，就必須懂得熵增定律對我們的持續消耗，就必須懂得我們的能量在自然過程中不斷地耗散掉。只有在發展中持續學習、輸入強大的新動力，才能抵抗自然的熵增定律。