熵的社会学意义 [推广有奖]

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[size=1.6em]正如经济学家所擅长的，书中充满了夸大偏颇的描写，以及片面的和逻辑不严密的论证。而且这本书（英文版）出版于1980年，内容不是很新。

[size=1.6em]但是，我不得不说，他们的结论说动了我：从熵的角度看，如果不改变发展模式，人类无法继续发展。我还发现，熵是一种解释力极强的理论，许多现象都可以用熵来解释，看上去非常合理。

[size=1.6em]下面我就来解释，什么是熵，以及为什么它会影响人类社会的发展。

[size=1.6em]2.

[size=1.6em]根据热力学第一定律，能量是守恒的，可以互相转化（比如机械能转化为电能），而不会消失。

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[size=1.6em]热力学第二定律进一步指出，虽然能量可以转化，但是无法100%利用。在转化过程中，总是有一部分能量会被浪费掉。比如，汽油含有的能量可以转化成发动机的能量，但是会伴随产生大量的热能和废气。即使科技再发达，也无法将被浪费的能量减小至零。

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[size=1.6em]写成公式就是：

[size=1.6em]　　能量的总和 = 有效能量 + 无效能量

[size=1.6em]"有效能量"指的是，可以被利用的能量；"无效能量"指的是，无法再利用的能量，又称为熵。所以，熵就是系统中的无效能量。

[size=1.6em]考虑到宇宙的能量总和是一个常量，而每一次能量转化，必然有一部分"有效能量"变成"无效能量"（即"熵"），因此不难推论，有效能量越来越少，无效能量越来越多。直到有一天，所有的有效能量都变成无效能量，那时将不再有任何能量转化，这就叫宇宙的"热寂"（Heat Death）。所以，热力学第二定律的一个重要推论就是：熵永远在增加。

[size=1.6em]3.

[size=1.6em]热力学第二定律只是定义了"熵"，没有解释"熵"的产生原因：为什么总是有一部分能量无法再利用？

[size=1.6em]1877年，奥地利物理学家玻尔兹曼（Ludwig Boltzmann）对"熵"做出了令人信服的解释。

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[size=1.6em]他认为，任何粒子的常态都是随机运动，也就是"无序运动"，如果让粒子呈现"有序化"，必须耗费能量。所以，能量可以被看作"有序化"的一种度量。热力学第二定律实际上是说，当一种形式的"有序化"转化为另一种形式的"有序化"，必然伴随产生某种"无序化"。一旦能量以"无序化"的形式存在，就无法再利用了，除非从外界输入新的能量，让无序状态重新变成有序状态。

[size=1.6em]"熵"就是"无序化"的度量。考虑到"无序化"代表着混乱（实质是随机运动），可以得到三个重要结论：

[size=1.6em]　　结论1：如果没有外部能量输入，封闭系统趋向越来越混乱（熵越来越大）。比如，如果房间无人打扫，不可能越来越干净（有序化），只可能越来越乱（无序化）。

[size=1.6em]　　结论2：如果要让一个系统变得更有序，必须有外部能量的输入。

[size=1.6em]　　结论3：当一个系统（或部分）变得更加有序，必然有另一个系统（或部分）变得更加无序，而且"无序"的增加程度将超过"有序"的增加程度。

[size=1.6em]4.

[size=1.6em]上面三个结论在物理学上是很明显的。假设一杯冰水，如果没有外部能量输入，在常温下冰块将会融化（结论1）；要让它变得更冰，必须有外部能量的输入（结论2）；当它变得更冰的同时，周围的温度一定会升高（结论3）。

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[size=1.6em]如果社会现象也符合热力学定律（我认为是的），那么就可以用这三个结论来推断社会现象。

[size=1.6em]如果没有能量输入，人类社会将变得越来越混乱（结论1）；人类社会要变得更进步（有序化），必须要有能量输入（结论2）；这种"能量输入"最好来自地球以外（比如太阳能）。如果只是使用地球上的能源，必然意味着在人类社会变得更有序的同时，地球的某个部分将变得更无序（结论３）。

[size=1.6em]于是，问题的关键就是，人类是否能找到足够的能源？

[size=1.6em]5.

[size=1.6em]1804年，世界人口达到10亿；1927年，达到20亿；1974年，达到40亿；1999年，达到60亿；2011年10月31日，达到70亿。专家估计，2025年达到80亿，2045年达到90亿。

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[size=1.6em]由于生活水平的提高和维持现行秩序的需要，如果人口增加1倍，所需要增加的能量将不止1倍。因此，能源的增长速度必须高于人口增长速度+经济增长速度，才可能支持人类社会现在这种发展。

[size=1.6em]麻烦的是，能源几乎肯定无法这么快地增长。太阳能，以目前的技术，大规模使用还不现实；化石能源，应该都会在本世纪内开采光；核能、水能和风能，将是未来的主要能源，但是都有各自的弊端（核废料、水坝、高昂的设备成本等等）。更要命的是，根据热力学第二定律，使用系统内的能源，必然增加系统内的熵。

[size=1.6em]这意味着，如果人类单纯依靠地球自身的能源，地球必将变成一个越来越混乱的地方。

[size=1.6em]6.

[size=1.6em]目前的种种环境问题----空气污染、水污染、冰山融化、生物灭绝----其实都可以归结为熵的增加。

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[size=1.6em]就连人类心理、思维、价值观上的混乱，也可以归结为熵的增加。比如，计算机系统是高度有序的系统，维持计算机系统的秩序，需要大量人类思维的输入。根据热力学第二定律，计算机系统越有序，对应的人类思维就越无序。这解释了为什么世界上一些最好的科学家和程序员，在世人眼里，都有点不太正常，甚至行为混乱。这还解释了，为什么工业时代和信息时代的到来，伴随着人类的心理和精神疾病患者激增。

[size=1.6em]一句话，除非减少能源消耗和降低人口，否则人类没有未来。