人生意义——热力学熵(Entropy)解读
热力学,物理里最热辣的主题,是一种简化复杂事物的惊人思维方式,不仅可以用于物理,更可以作为一种抽象的比喻, 来理解人生。本文是自己茶余饭后的一些思考,重在启迪。

受物理启发,我提出生命的本质是寻找“序”或者范式,即找到一种生命模式,能够持久的调动你所有精神能量,以至忘我境界。我说,这就是生命的意义。如同一个沙滩上的少年,从浮沙中堆起一个城堡。
为什么人生可以用热力学阐述? 因为人归根结底活在自己的内心活动里,内心的物质基础是神经系统,它处在与外界不断的能量和信息(记住,世界的主旋律!)交换中, 这与热力学系统极为神似。 而无论是气体还是神经系统,背后的数学原理都是自组织。即大系统的复杂性(“智慧”)是大量简单(“愚蠢”)的小单元相互作用而产生的。
热力学里面有两个永恒的主题,那就是能量和熵。 什么是能量? 能量就是系统做功的能力,我们说一个人能量十足是因为它在不停的运动和做事,物理也是一样的,它说的是一个系统不停的运动和推动自身发生变化的能力。“当我们用水泵把水抽到高处的时候,是用外力恢复它的能量,这个熵减过程多么痛苦呀!水泵叶片飞速地旋转,狠狠打击水,把水打向高处,你听到过水在管子里的呻吟吗……”
什么是熵? 对于一个复杂的系统,比如一群分子,一个人群,首先具有的性质就是不确定性。因为大量元素的情报是不可能完全掌握的(统计学核心问题)。我们把距离确定性描述这个系统所缺失的信息,叫做熵(系统每种可能状态的概率对数的期望之负值)。数学上讲就是你还需要多少比特的信息可以把系统状态完全确定,熵就是不确定性的大小。用比较文科的思维理解,高熵就对应一种我们不可知,不可控的局面,有人称之为无序(系统秩序-结构-order的丧失往往代表大量不确定可能的出现),虽然这类比喻并不完全准确。你可以想象一个无序的跳蚤市场,不同的人叫卖个人物件,你早起去市场上看,你唯一知道的是你不知道市场有什么,就是典型的高熵体系。
懂得熵就可以懂得信息: 信息就是反方向的熵,或者说不确定性的减少。在一个复杂系统里,你知道的信息越多,系统的随机性(自由选择)就越小。用理科的思维信息就是降维(dimensions reduction),用文科的思维信息就是有序。 熵增,也就是“无序”的增加,是事物发展的必然规律。任何自然规律,都离不开时间定律,“反熵增”显然是需要和时间赛跑。
任正非说,“熵减的过程十分痛苦,十分痛苦呀!但结果都是光明的。从小就不学习,不努力,熵增的结果是痛苦呀!我想重来一次,但没有来生。”
热力学的三大定律,都围绕能量和熵。【熵不是一般的规律,是规律的规律】
第一定律--能量守定律:系统做功的能力是不可以随便产生或减少的,而是有一定的值。如果你需要增加能量,就要和外界交换。
第二定律-熵增加定律: 孤立系统(没有能量和物质进入系统,例如整个宇宙就是一个孤立系统),熵是只增不减的。这是一个神一般的定律,指出万物演化的趋势。整个宇宙的熵增大,使得时间有了方向,或者说时间轴的对称性被打破,未来(高熵)和过去(低熵)成为了截然不同的部分。它给出宇宙一个终结的状态-失序,所有有结构的形态的崩溃,大到文明,小到细胞,都只能化作尘埃。
第三定律, 热力学零点。在此不叙。
热力学第二定律,所谓时间之矢,是我所有物理定律里最喜欢的。因为它指出事物的天然倾向性,那就是走向不确定性的增大(我们统称为失序)。 通常我们使用熵最大原理的时候要考虑系统的限制条件,比如热力学系统的体积,能量,求解一个在限制条件下的最优化问题(原则上可以解决所有热力学问题)。
接下来说说人,刚才说生物系统和气体都是复杂系统,但是作为生物体的你和气体的本质区别是什么?一言以蔽之:生物体从无序向有序发展(熵减少),气体从有序向无序发展(熵增加)。
或者说,生物体遵循逆热力学第二定律。最大化信息而最小化不确定性(无序)。何为最大化信息? 其实就是对外界环境变化的贝叶斯学习, 或者说根据外界环境的变化,系统作出某种反应,然后通过得到的环境反馈来调整学习的过程。 这与机器学习里的增强学习异曲同工。
一个生命有机体是在不断地增加着熵,并趋于熵为极大值的状态,那就是死亡,要摆脱死亡,就是说要活着,唯一的办法就是从环境中不断的汲取负熵,这样它才能维持自身的生存状态,避免退化到无序的死亡状态。这一过程说明“生物赖以负熵为生”。
—薛定谔
“生物为了生存而作的一般斗争,既不是为了物质,也不是为了能量,而是为了熵而斗争。”
—斯忒藩.玻耳兹曼
反熵增,即“熵减”,就是让事物从“无序”到“有序”,需要大量的投入。其结果未必是好的,只是减慢了灭亡的速度而已。
无论是生命进化,还是我们出生以后学习的过程, 都是逐步从简单到复杂,增加对外界环境的掌控力-或者说增加确定性的过程。生物把它亿万年掌握的环境信息写入DNA的编码。

但是从无序向有序是要付出代价的,代价就是为了维持自身的结构,你就要不停的导入和导出能量。 为什么?想一想,自然的趋势是无序,你要使自己有序,或者说宇宙总的熵是增加的,而你的熵要减少,那就是宇宙其他的部分要为你的熵减少付出代价。怎么办? 宇宙其它部分的熵必须增加。就是要从宇宙里导入有序(负数的熵),而把无序(熵)还给宇宙。而熵作为信息,是不能够独立存在的,它必须依托一个载体-能量。 因此最终就是作为生物体的你要让能量携带着有序(负熵)进入而携带着无序(熵)流出,自身获得秩序和结构,而把无序还给宇宙。这个过程吸入能量放出熵的过程在生物学上称作新陈代谢。
单个的生物体是无法长期支撑这种代价的,系统抵抗熵增的能力随时间减弱,是为衰老过程, 并最终淹没在熵增的洪流中,即死亡。然而群体的生命之流却可以在更长时间尺度抵抗熵增。
任正非有一段非常生动地比喻:“你每天去锻炼身体跑步,就是耗散结构。为什么呢?你身体的能量多了,把它耗散了,就变成肌肉了,就变成了坚强的血液循环了。能量消耗掉了,糖尿病也不会有了,肥胖病也不会有了,身体也苗条了,漂亮了。”

认知和学习的本质也是从无序到有序,减少不确定。 我们的存在,无非可以分解为对外界的感知和相应的行动(Perception & Action)。 感知决定行动,行动的结果通过感知反馈给我们。 我们大脑的神经活动所干的主要事情,就是猜测某种行动将要产生什么样的结果。 当大脑的猜测完全不靠谱,即不确定性高。而猜测越精确,则不确定性越小。 认知学习的宗旨,就是精确预测,产生理想的结果(熵减)。
基于这种生物存在的本性,我来回答人类存在的一个基本问题: 活着的意义何在? 其实这个问题问错了,因为不站在上帝视角,你连意义是什么都不知道。 而开启物理思维,就是开启上帝模式。
生命皆流: 生命是一个暂态过程。能量流动的过程即生命。体现在我们的意识层面,就是永恒不息的欲望。食欲满足后的爱欲,爱欲满足后的求知欲。或者我们可以管这个叫欲望守恒吧。欲望如同无序奔腾的河,意义不对应某一欲望的满足,因为欲求不满是永恒的状态。
快乐:如果意义真的存在,那么快乐是它唯一的载体。因为感知即存在,但是苦辣酸甜的感知本身是没有好坏意义的。赋予他们以好坏的,是快乐不快乐。
但是快乐是什么? 神经科学里把它和一种多巴胺的化学物质联系起来。 多巴胺是大脑对行为的奖励机制。这样看来快乐只是表象,它是系统各种复杂因素综合后的一个表征量(如同热力学系统的温度)。如果你只为追求快乐而活你就注定达不到快乐,因为你没有看到他背后的深层动因。怎么才能快乐? 请往下看。
焦虑: 焦虑与不确定性相关,因为这是生物要极端回避的状态。任何不确定的事件,躲在森林里的老虎或者明早没有准备好的考试都使我们焦虑。所以有保险业。从焦虑的对立面看,我们可以反观快乐, 快乐必然与不确定性的减少,或者说秩序的建立相关(熵减)。
人生目的:人生本无目的,我们却一定要赋予它一个目的,为什么要钻牛角尖? 因为目的是赋予人生秩序的手段,或者说从无序中划出有序,从一大堆随机的噪声中聚沙成塔。 之后我管它叫生命之序。当然并非每一个目的都可以成为序,只有那些能你把四处发散的欲望之流收敛到一处的目的才可称作序。

序从哪里来? 序在我们的基因里。基因就是亿万年光阴被大自然选择的序。也正因为此,生命的序是先验的,不能由推理得来,而只可由生活经验的积累中感知得到。
回到快乐:快乐有两种,一个是快感,一个是幸福。 快感是暂时性的,往往与欲望满足相关,过后却可以迅速的被空虚痛苦所抵消。 而幸福是快乐在时间的积分。 或者说持续性的快乐。 它与人生目的紧密相连。
持续的快乐来源于你所赋予人生的目的是否能特别有效的把你消耗的时间(能量)转化为美妙的秩序。 序就像一个魔石或者说种子,如果找的准,它就可以把你的生命能量完全旋入其中,呈现出它本来该有的结构,其乐亦无穷。
人生意义: 生命的本质即熵减。 通过确立符合自己的人生目的,最有效的把欲望之流中的无序转化为生命之序,就是人生的意义。生命以负熵为食。也就是说,生命的维持和发展,是以造成环境的熵增加(亦即摄走负熵)为代价的。
作为独立个体的意义首要找寻适合自身的序。 对于不同的个体,最优的序是不同的。 因此,要思考人生目的一类的问题,不是空想一个我要当大老板大教授,而是一种宏观结构的思维,寻找自身生命的宏观结构或格局。大老板大教授都觉得好,但是到你头上,也许只是痛苦。你可以欺骗世人,却难以欺骗自己。 而且错误的序,实现的可能非常之低。