熵与开放

从熵增中寻找开放的意义

          文/成都/罗清红

      1950年，克劳修斯为描述热力学系统提出了熵的概念。熵是系统无序程度的量度。 熵增原理告诉我们，一个封闭的系统，熵的总量只会增加不会减少，系统会不断趋向无序。熵增指出了孤立系统的演化方向，阐释了封闭系统不可能自动变得有序。

    譬如，在牌桌上，刚刚洗好的一副牌它的熵就很低。随着娱乐的进行，桌面上的牌会越来越混乱，熵会越来越高。通过观察桌面上牌的混乱程度，我们可以判断这副牌是否已经打过或是打到了哪一种程度。牌码得整齐，熵低，代表过去，牌四处凌乱散落，熵高，代表未来。可见，熵增的方向就是时间的方向。再譬如，在一杯咖啡中，倒入一勺牛奶，初始阶段，还能分清楚牛奶与咖啡，系统处于低墒状态。随着时间的推移，牛奶咖啡混在一起，越来越分不清彼此，系统熵在逐渐增大。牛奶咖啡越是纠缠不清、越混乱，就代表经历的时间越长。可见，孤立系统熵增方向也就代表了时间的方向。

      一个孤立系统的熵总会不断增加。但为什么地球这个系统，我们非但没有见到越来越混乱的死寂状态，反而是植物葱郁，道路整齐，高楼林立的低熵有序状态？原来地球不是封闭的孤立系统。万物生长靠太阳，有太阳给地球输送能量，使得地球可以不断地维持低墒有序状态。有朝一日，如果太阳不再给地球输送能量，地球就会演化成为一个孤立系统，也就无可避免的将因熵增而走向死寂消亡。一轮打牌活动结束后，桌面上牌的混乱程度最大，系统熵最高。为了继续娱乐，必须重新洗牌让牌重回低熵状态，但这个过程不会自动发生。此时打开电动机洗牌，等效于有电能输入系统而使牌重回低熵有序状态，让娱乐继续。可见，要让一个系统变得有序，需要系统开放，让外界能与系统进行物质和能量交换。

    人因吃进低熵食物，排泄高熵废物而维持生长。一个人病入膏肓，既不能进食也不能排泄，成为一个孤立系统，自然会因熵增而走向死亡。人们积极参加锻炼，挥汗如雨，排泄高熵物质，不断喝饮料，吸收低熵物质，从而让人体维持低熵状态。由于自然生理原因，人体衰老不可避免，但如果通过积极锻炼，让人体系统保持开放，会有利于低熵状态的维持，让“冻龄”现象成为可能。这也是为什么经常锻炼的人会显得更有活力，更加年轻。

      老子在《道德经》中讲“我独泊兮，其未兆，如婴儿之未孩”，老子把自己比作懵懵懂懂的婴儿而成为一代圣人。苏格拉底说：“我唯一所知的就是自己一无所知。” 无知的苏格拉底成为希腊最有智慧的人。《易经》的玄妙在于“其大无外，其小无内”，研究《易经》的人总感觉每进入一层，就会有新的发现。人日有寸进而与世无争，学识涵养一日千里，行为举止恭敬有加。谦逊有利于自己进步和调整，有利于不断向人学习。把自己当作一无所知，就是放空高熵的自己，不断向人学习，就是吸纳低熵物质。思想系统保持开放，人在观念的放弃与吸纳中，维持思想低熵灵动的飘逸之态，永葆创新精神。