1、

有人曾經(jīng)問(wèn)我：'成年后，有沒(méi)有書(shū)籍改變過(guò)你的世界觀？'

我想了想，還真有這樣的書(shū)。那時(shí)，我已經(jīng)工作好幾年了，偶然在圖書(shū)館翻到一本舊書(shū)《熵：一種新的世界觀》（上海譯文出版社，1987）。

那本書(shū)是科普著作，介紹物理學(xué)概念'熵'。中學(xué)畢業(yè)后，我再?zèng)]有碰過(guò)物理學(xué)，但是沒(méi)想到讀完以后，我看待世界的眼光都變了。

'熵'這個(gè)概念非常簡(jiǎn)單，很容易理解，但又異常強(qiáng)大，可以解釋很多事情。這篇文章，我就來(lái)談?wù)?，為什么你?yīng)該懂得熵是什么，它可能也會(huì)改變你的世界觀。

2、

為了理解熵，必須講一點(diǎn)物理學(xué)。

19世紀(jì)，物理學(xué)家開(kāi)始認(rèn)識(shí)到，世界的動(dòng)力是能量，并且提出'能量守恒定律'，即能量的總和是不變的。但是，有一個(gè)現(xiàn)象讓他們很困惑。

（上圖中，單擺在兩側(cè)的最高點(diǎn)，勢(shì)能最大，動(dòng)能為零；在中間的低點(diǎn)，動(dòng)能最大，勢(shì)能為零，能量始終守恒。）

物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，能量無(wú)法百分百地轉(zhuǎn)換。比如，蒸汽機(jī)使用的是熱能，將其轉(zhuǎn)換為推動(dòng)機(jī)器的機(jī)械能。這個(gè)過(guò)程中，總是有一些熱能損耗掉，無(wú)法完全轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。

（上圖中，能量 E 的轉(zhuǎn)換，總是會(huì)導(dǎo)致能量損耗 ?E。）

一開(kāi)始，物理學(xué)家以為是技術(shù)水平不高導(dǎo)致的，但后來(lái)發(fā)現(xiàn)，技術(shù)再進(jìn)步，也無(wú)法將能量損耗降到零。他們就將那些在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中浪費(fèi)掉的、無(wú)法再利用的能量稱為熵。

后來(lái)，這個(gè)概念被總結(jié)成了'熱力學(xué)第二定律'：能量轉(zhuǎn)換總是會(huì)產(chǎn)生熵，如果是封閉系統(tǒng)，所有能量最終都會(huì)變成熵。

3、

熵既然是能量，為什么無(wú)法利用？它又是怎么產(chǎn)生的？為什么所有能量最后都會(huì)變成熵？這些問(wèn)題我想了很久。

物理學(xué)家有很多種解釋，有一種我覺(jué)得最容易懂：能量轉(zhuǎn)換的時(shí)候，大部分能量會(huì)轉(zhuǎn)換成預(yù)先設(shè)定的狀態(tài)，比如熱能變成機(jī)械能、電能變成光能。但是，就像細(xì)胞突變那樣，還有一部分能量會(huì)生成新的狀態(tài)。這部分能量就是熵，由于狀態(tài)不同，所以很難利用，除非外部注入新的能量，專門(mén)處理熵。

（上圖，能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中，創(chuàng)造出許多新?tīng)顟B(tài)。）

總之，能量轉(zhuǎn)換會(huì)創(chuàng)造出新的狀態(tài)，熵就是進(jìn)入這些狀態(tài)的能量。

4、

現(xiàn)在請(qǐng)大家思考：狀態(tài)多意味著什么？

狀態(tài)多，就是可能性多，表示比較混亂；狀態(tài)少，就是可能性少，相對(duì)來(lái)說(shuō)就比較有秩序。因此，上面結(jié)論的另一種表達(dá)是：能量轉(zhuǎn)換會(huì)讓系統(tǒng)的混亂度增加，熵就是系統(tǒng)的混亂度。

（上圖中，熵低則混亂度低，熵高則混亂度高。）

轉(zhuǎn)換的能量越大，創(chuàng)造出來(lái)的新?tīng)顟B(tài)就會(huì)越多，因此高能量系統(tǒng)不如低能量系統(tǒng)穩(wěn)定，因?yàn)榍罢叩撵剌^大。而且，凡是運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)都會(huì)有能量轉(zhuǎn)換，熱力學(xué)第二定律就是在說(shuō)，所有封閉系統(tǒng)最終都會(huì)趨向混亂度最大的狀態(tài)，除非外部注入能量。

（上圖中，冰塊是分子的有序排列，吸收能量后，變成液體水，分子排列變得無(wú)序。）

5、

熵讓我理解了一件事，如果不施加外力影響，事物永遠(yuǎn)向著更混亂的狀態(tài)發(fā)展。比如，房間如果沒(méi)人打掃，只會(huì)越來(lái)越亂，不可能越來(lái)越干凈。

（上圖中，如果不花費(fèi)能量打掃，房間總是越來(lái)越亂。）

為什么'世間好物不堅(jiān)牢，彩云易散琉璃脆'？就是因?yàn)槭挛锞S持美好的狀態(tài)是需要能量的，如果沒(méi)有能量輸入，美好的狀態(tài)就會(huì)結(jié)束。

這就是我世界觀的變化。我從此認(rèn)識(shí)到，人類社會(huì)并非一定會(huì)變得更進(jìn)步、更文明。相反地，人類如同宇宙的其他事物一樣，常態(tài)和最終命運(yùn)一定是變得更混亂和無(wú)序。過(guò)去五千年，人類文明的進(jìn)步只是因?yàn)槿祟悓W(xué)會(huì)利用外部能量（牲畜、火種、水力等等）。越來(lái)越多的能量注入，使得人類社會(huì)向著文明有序的方向發(fā)展。

（上圖中，經(jīng)過(guò)130多億年的膨脹，宇宙變得越來(lái)越無(wú)序了。）

6、

工業(yè)革命以后，人類社會(huì)的進(jìn)步速度加快了，變得更加先進(jìn)有序，消耗的能量也指數(shù)級(jí)地增長(zhǎng)：水力不夠了用煤炭，煤炭不夠了用石油，石油不夠了用核能。

能量消耗越大，就會(huì)產(chǎn)生越多的熵。因此，人類社會(huì)始終處于一種矛盾狀態(tài)：整個(gè)社會(huì)變得更加有序和嚴(yán)密的同時(shí)，無(wú)序和混亂也在暗處不斷滋長(zhǎng)。

我們只是依靠更大的能量輸入，在壓制熵的累積。不斷增加的熵，正在各種方面爆發(fā)出來(lái)：垃圾污染、地球變暖、土地沙化、PM2.5、物種滅絕......甚至心理疾病、孤獨(dú)感和疏離感的暴增，我認(rèn)為都是熵的增加對(duì)人類精神造成的結(jié)果。

我們需要能量，讓世界變得有秩序，但這樣是有代價(jià)的。物理學(xué)告訴我們，沒(méi)有辦法消除熵和混亂，我們只是讓某些局部變得更有秩序，把混亂轉(zhuǎn)移到另一些領(lǐng)域。

7、

人類社會(huì)正在加速發(fā)展。表面上，我們正在經(jīng)歷一個(gè)減熵過(guò)程，一切變得越來(lái)越有秩序，自動(dòng)化帶來(lái)了便捷。但是，能量消耗也在同步放大，為了解決越來(lái)越多的熵，我們不得不尋找更多的能量，這又導(dǎo)致熵的進(jìn)一步增加，從而陷入惡性循環(huán)。

迄今為止，人類一直能夠找到足夠的能量，解決熵帶來(lái)的混亂。但是，這種解決方式正變得捉襟見(jiàn)肘。如果我們繼續(xù)像現(xiàn)在這樣加速發(fā)展，那么終有一天會(huì)出現(xiàn)能量缺口，地球上的能量不足以解決熵，那時(shí)一切就會(huì)發(fā)生逆轉(zhuǎn)，仿佛細(xì)小的裂縫演變成巨大的雪崩，秩序開(kāi)始崩塌，世界走向混亂。