1.
上週，我讀完了《熵：一種新的世界觀》。
總體上，我不推薦這本書。因為作者是兩個經濟學家，他們寫了一本物理學的書！
正如經濟學家所擅長的，書中充滿了誇大偏頗的描寫，以及片面的和邏輯不嚴密的論證。而且這本書（英文版）出版於1980年，內容不是很新。
但是，我不得不說，他們的結論說動了我：從熵的角度看，如果不改變發展模式，人類無法繼續發展。我還發現，熵是一種解釋力極強的理論，許多現象都可以用熵來解釋，看上去非常合理。
下面我就來解釋，什麼是熵，以及為什麼它會影響人類社會的發展。
2.
根據熱力學第一定律，能量是守恆的，可以互相轉化（比如機械能轉化為電能），而不會消失。
熱力學第二定律進一步指出，雖然能量可以轉化，但是無法100%利用。在轉化過程中，總是有一部分能量會被浪費掉。比如，汽油含有的能量可以轉化成發動機的能量，但是會伴隨產生大量的熱能和廢氣。即使科技再發達，也無法將被浪費的能量減小至零。
寫成公式就是：
能量的總和 = 有效能量 + 無效能量
"有效能量"指的是，可以被利用的能量；"無效能量"指的是，無法再利用的能量，又稱為熵。所以，熵就是系統中的無效能量。
考慮到宇宙的能量總和是一個常量，而每一次能量轉化，必然有一部分"有效能量"變成"無效能量"（即"熵"），因此不難推論，有效能量越來越少，無效能量越來越多。直到有一天，所有的有效能量都變成無效能量，那時將不再有任何能量轉化，這就叫宇宙的"熱寂"（Heat Death）。所以，熱力學第二定律的一個重要推論就是：熵永遠在增加。
3.
熱力學第二定律只是定義了"熵"，沒有解釋"熵"的產生原因：為什麼總是有一部分能量無法再利用？
1877年，奧地利物理學家玻爾茲曼（Ludwig Boltzmann）對"熵"做出了令人信服的解釋。
他認為，任何粒子的常態都是隨機運動，也就是"無序運動"，如果讓粒子呈現"有序化"，必須耗費能量。所以，能量可以被看作"有序化"的一種度量。熱力學第二定律實際上是說，當一種形式的"有序化"轉化為另一種形式的"有序化"，必然伴隨產生某種"無序化"。一旦能量以"無序化"的形式存在，就無法再利用了，除非從外界輸入新的能量，讓無序狀態重新變成有序狀態。
"熵"就是"無序化"的度量。考慮到"無序化"代表著混亂（實質是隨機運動），可以得到三個重要結論：
結論1：如果沒有外部能量輸入，封閉系統趨向越來越混亂（熵越來越大）。比如，如果房間無人打掃，不可能越來越乾淨（有序化），只可能越來越亂（無序化）。
結論2：如果要讓一個系統變得更有序，必須有外部能量的輸入。
結論3：當一個系統（或部分）變得更加有序，必然有另一個系統（或部分）變得更加無序，而且"無序"的增加程度將超過"有序"的增加程度。
4.
上面三個結論在物理學上是很明顯的。假設一杯冰水，如果沒有外部能量輸入，在常溫下冰塊將會融化（結論1）；要讓它變得更冰，必須有外部能量的輸入（結論2）；當它變得更冰的同時，周圍的溫度一定會升高（結論3）。
如果社會現象也符合熱力學定律（我認為是的），那麼就可以用這三個結論來推斷社會現象。
如果沒有能量輸入，人類社會將變得越來越混亂（結論1）；人類社會要變得更進步（有序化），必須要有能量輸入（結論2）；這種"能量輸入"最好來自地球以外（比如太陽能）。如果只是使用地球上的能源，必然意味著在人類社會變得更有序的同時，地球的某個部分將變得更無序（結論３）。
於是，問題的關鍵就是，人類是否能找到足夠的能源？
5.
1804年，世界人口達到10億；1927年，達到20億；1974年，達到40億；1999年，達到60億；2011年10月31日，達到70億。專家估計，2025年達到80億，2045年達到90億。
由於生活水平的提高和維持現行秩序的需要，如果人口增加1倍，所需要增加的能量將不止1倍。因此，能源的增長速度必須高於人口增長速度+經濟增長速度，才可能支援人類社會現在這種發展。
麻煩的是，能源幾乎肯定無法這麼快地增長。太陽能，以目前的技術，大規模使用還不現實；化石能源，應該都會在本世紀內開採光；核能、水能和風能，將是未來的主要能源，但是都有各自的弊端（核廢料、水壩、高昂的裝置成本等等）。更要命的是，根據熱力學第二定律，使用系統內的能源，必然增加系統內的熵。
這意味著，如果人類單純依靠地球自身的能源，地球必將變成一個越來越混亂的地方。
6.
目前的種種環境問題----空氣汙染、水汙染、冰山融化、生物滅絕----其實都可以歸結為熵的增加。
就連人類心理、思維、價值觀上的混亂，也可以歸結為熵的增加。比如，計算機系統是高度有序的系統，維持計算機系統的秩序，需要大量人類思維的輸入。根據熱力學第二定律，計算機系統越有序，對應的人類思維就越無序。這解釋了為什麼世界上一些最好的科學家和程式設計師，在世人眼裡，都有點不太正常，甚至行為混亂。這還解釋了，為什麼工業時代和資訊時代的到來，伴隨著人類的心理和精神疾病患者激增。
一句話，除非減少能源消耗和降低人口，否則人類沒有未來。
7.
附錄：《熵：一種新的世界觀》的摘錄
- 熱力學第二定律告訴我們，物質與能量只能沿著一個方向轉換，即從可利用到不可利用，從有效到無效，從有秩序到無秩序。熱力學第二定律實質上就是說宇宙萬物從一定的價值與結構開始，不可挽回地朝著混亂與荒廢發展。
- 熱力學的兩個定律可以用一句簡短的句子來表達： 宇宙的能量總和是個常數，總的熵是不斷增加的。
- 熵是不能再被轉化作功的能量的總和的測定單位。
- 能量只能沿著一個方向----即耗散的方向----轉化，那麼汙染就是熵的同義詞。
- 世界的熵（即無效能量的總和）總是趨向最大的量的。
- 在一個封閉的系統裡，物質的熵最終將達到最大值。
- 當熵處於最小值，即能量集中程度最高、有效能量處於最大值時，那麼整個系統也處於最有序的狀態。 相反，熵為最大值、有效能量完全耗散的狀態，也就是混亂度最大的狀態。
- 如果沒有外界作用，那麼物體是不會自動趨於井 井有條的狀態的，每個打掃過房間或在辦公室工作過的人都知道，如果東西不加收拾，那麼 它們就會越來越亂。而要使物體重新歸於秩序那就又要進一步花費能量。
- 我們應該強調某處發生的熵的逆轉，都必須以周圍環境的總熵的增加為代價。這是因為每發 生一件事情總會有一定能量被耗散，並不能再被利用了。
- 每次在一定地點由人力或機器造成的熵的減少都伴隨著周圍環境熵的更大增值，從而保持了熵的總值的必要增加。
- 大爆炸學說符合熱力學第一和第二定律，它聲稱宇宙是以有序的狀態開始，並從此不斷地向無序的狀態發展。宇宙的熵最終必然達到最大值，熱寂必然會到來，那時所有的有用能量已被消耗一空，宇宙中再也不會有任何變化發生。宇宙的熱寂相當於永恆的寧靜。
- 時間體現了能量從集中狀態到耗散狀態，從有序狀態到混亂狀態的 變化。如果熵的過程是可以逆轉的，那麼過去發生的一切都可以挽回。
- 能量本身永遠從有效狀態轉化為無效狀態。
- 我們的朋友一個個衰老死亡。我們坐在火堆旁，看著火苗慢慢燃盡，只留下灰白色的灰燼。我們歷經滄桑變遷，而這個經歷就是熵定律的展開。這就是不可逆轉的能量耗散過程。
- 每當發生任何事情，世界上的能量就有一次耗散，熵的總值就有一次增加。說時光就要流逝完就是說世界的有效能量將要告罄。
- 世界上的能量消耗越快，可能發生的事情剩下的也就越少，世界上所剩下的時間也就相應地越來越少了。
- 當世界達到最大熵狀態，再無更多能量作功的 時候，由於萬物陷於一片沉寂，時間便會終止。
- 有機體的生長所體現的熵的微小的、區域性的遞減， 都伴隨著宇宙總熵的更大範圍的遞增。
- 所有東西將是以某種原材料（有效能量）開始， 而最後又將以廢物（無效能量）而告終。
- 能源是人類文化的基礎，正如它是生命之本一樣。因此每個社會的權力最終歸於那些掌握了轉化、交換和排除能量的外部工具的社會成員。
- 很多人類學家早就認識到，某一特定環境的能源基礎就是這個文化形成過程中的決定因素。
- 煤比木材更難開採、加工，因此把它轉化到有用狀態要耗費更多的能。
- 技術只不過是自然界所蘊藏的能量的轉化器。
- 熵定律告訴我們，每當一定的有效能量被消耗掉，周圍環境的混亂就會増加。現代工業社會巨大的能量流通，給我們居 住的世界帶來了極大的混亂。技術現代化的程式越快，能量轉化的速度也就越高，有效能量就耗散得越多，混亂程度也就越大。
- 我們竭力把一切活動技術化、條理化，而結果只是加快了能量轉化和熵的過程。
- 我們越是把技術擴散到整個文化中去，整個社會就越是支離破碎，熵的增加也就越快，混亂程度也就越大。我們當代世界的危機觸目驚心的道理就在這裡。
- 我們使用的合法貨幣就代表著對我們以前所投入的能量的報酬。歸根到底，貨幣只是對貯存著的能量的債權而已。工資就是對人們所作的功或所耗的能的報酬。
- 事與願違， 汽車在得到廣泛使用後，美國人住得距離工作地點越來越遠了。40年前，大部分人是步行上班的。
- 城市越大，所需輸入能量就越多。流進城市的能量越多，隨之而來的混亂就越厲害，混亂越厲害，組織內部結構便更趨龐大以對付各種騷亂，這個過程不能被永久地維持下去。
- 求知過程是一種違反熱力學第二定律的活動，它或者樹立更嚴格的秩序或者發展負熵。
- 我們正在很快地接近礦物燃斜能源環境的極限。如果我們坐以待斃，我們就會發現，我 們根本沒有剩餘能源可用來渡過難關。
- 我們即將進入的低熵時代要求我們大幅度減少世界人口。
- 人類要生存，唯一的希望就是放棄對地球的掠奪，轉而適應自然秩序。
（完）