你只有不停奔跑,才能停在原地
焦慮,是現(xiàn)代人的常態(tài)。“我們只有不停奔跑,才能停留在原地”已經(jīng)成為共識。
我們陷入對知識和信息的狂熱,瘋狂地想學習收集最新的知識,生怕別人知道了自己不知道的東西,從而導致自己被淘汰。
蜂擁而至的信息,你淹沒其中?,F(xiàn)在,請你再深思考一步,競爭常識背后有什么底層道理嗎?其實,我們所做的一切都是為了減少“熵”。
作者:王民盛
來源:混沌大學(ID:hundun-university)
1
一語成讖的“紅皇后假說”
“我們只有不停奔跑,才能停在原地。”
——紅皇后
這是童話《愛麗絲漫游仙境》中的一句臺詞。
在小女孩愛麗絲的那個奇幻夢境中,為了爭取生存的機會,避免被淘汰,動物必須不停的奔跑,才有一線生機。
人們一直以為,這只是童話中大開腦洞的荒誕情節(jié)。然而,科學家們越來越傾向認為,我們真實的世界就是如此。
1973年,美國芝加哥大學進化生物學家范瓦倫(L. van Valen)提出“紅皇后假說”,來作為他所提出的進化理論的隱喻。
達爾文的進化理論認為,物種的進化,是為了適應環(huán)境。而“紅皇后假說”則更進一步,物種不僅要適應自然環(huán)境,還要適應其他物種所構(gòu)成的生存環(huán)境。物種間的軍備競賽,會推動物種加速演化,適應速度慢,意味著被淘汰出局。
獵豹與瞪羚的寓言,很好地解釋了這一假說。
獵豹媽媽的家教是這樣的:“孩子,你要是跑不過瞪羚,就會被餓死?!?/p>
經(jīng)過一代又一代的激烈競爭,跑得慢的獵豹餓死了,活下來的都是精銳中的精銳。這些最善跑的獵豹,雖然擁有柔韌的脊椎、強勁的長腿、釘鞋般的爪子和流線體形,比祖先不知快了多少,獵豹捕到的瞪羚卻不比祖先多。
這是因為,獵豹遭受考驗的同時,瞪羚也在面臨著同樣的生存考驗。瞪羚從小接受的教育是:“孩子,你要是跑不過獵豹,就會被吃掉。”只有跑得最快的瞪羚才能生存。雖然瞪羚的速度也有很大進步,能甩掉獵豹的瞪羚也沒有增加。
獵豹和瞪羚都被拴在紅色皇后的跑步機上。兩方不斷地進化,越跑越快,但它們得到的東西,并沒有比跑得慢的祖先更多。獵豹沒有殺絕瞪羚,瞪羚也沒有餓死全部的獵豹,雖然它們飛奔如同紅皇后,卻始終留在原地。
紅皇后假說之所以有名,是因為它不僅對生物進化做出了比達爾文更為貼切的描述,似乎也揭示了人類世界的規(guī)律,特別是商業(yè)競爭中的關(guān)鍵法則——你當前的境況是不是最好其實并不重要,比其他人跑得快才重要。
否則,你連留在原地,恐怕也很難做到。
隨著科學技術(shù)的進步,人們的生活水平不斷提高,但是人們并沒有如同預想中的那樣擁有大量閑暇時間,而是越來越忙,壓力越來越大。
很多人因此患上了“知識焦慮癥”,生怕別人知道了自己不知道的知識,導致自己被淘汰。因此下載了一堆學習類app,購買了大量付費課程,仿佛“十分鐘讀懂一本書”,“七步法成為營銷高手”這些眼花繚亂的內(nèi)容,就真的能讓自己成為高手。
不僅職場人在焦慮,公司老總更焦慮。
一個公司把自己的事情做好,并不意味著能夠存活下來,還要看市場中其他公司是否采用了顛覆性的競爭手段。
特別是互聯(lián)網(wǎng)時代到來后,跨界打劫,降維打擊層出不窮,《三體》中的臺詞“消滅你,與你無關(guān)”成為許多人的口頭禪。
現(xiàn)代社會中的每個人,每個公司,每個組織,甚至每個國家,都像獵豹和瞪羚一樣,被死死栓在紅皇后的跑步機上,唯有不停奔跑,才能停在原地。
為什么“紅皇后假說”是普遍適用的?它背后有什么深層道理嗎?
答案就是熱力學第二定律,也就是著名的熵增定律。
2
無法掙脫的熵增定律
“宇宙的熵趨向一個最大值”。
——魯?shù)婪颉た藙谛匏梗卦龆傻奶岢稣撸?/p>
在熵增理論提出之前,物理學的所有定律對于時間是可逆的。所謂時間可逆的意思是,在動力學方程中,將表示時間的t替換為-t,仍然完全符合物理規(guī)律。時間通常與變化聯(lián)系在一起,然而在研究物質(zhì)變化的動力學中,無論是在經(jīng)典的、量子的,還是相對論的動力學中,時間只是外部的一個參量,它沒有什么方向。
但是,有用的能量轉(zhuǎn)換為熵的過程卻是不可逆的,因此時間這個維度,在物理定律中第一次有了確定的方向。1927年,天文學家兼哲學家阿瑟·愛丁頓爵士(Arthur Eddington)將熵形容為貫穿在我們眼前的一支永不復返的“時間之矢”。
熵增定律告訴我們,任何一個孤立系統(tǒng),都會自發(fā)地向概率最大的狀態(tài)變化。對于一個系統(tǒng)來說,只有處于一些特定狀態(tài)才能實現(xiàn)有效地運作,大部分狀態(tài)都會使得系統(tǒng)失效。比如一只由許許多多細胞組成的兔子,想象把這些細胞打散了重組,這些細胞只有呈現(xiàn)出特定的連接狀態(tài),這只兔子才是存活的,否則它就變成了死亡狀態(tài)。
因此簡單地理解,概率最大的狀態(tài),也就是系統(tǒng)失效、崩壞、潰散的狀態(tài)。因此,任何一個孤立系統(tǒng)都會走向滅亡,包括宇宙這個最大的系統(tǒng)也不例外,這就是所謂的“熱寂”(heat death of the universe)。
那么,是否能夠逃脫這一終極詛咒呢?
麥克斯韋意識到,自然界存在著與熵增相拮抗的能量控制機制,但無法清晰說明這種機制,只能詼諧假定一種“妖”,也被稱為“麥克斯韋妖”。
用一個假想實驗來說明麥克斯韋妖的運作機制:在一個已經(jīng)自然熵最大的容器中的分子運動,有沒有可能出現(xiàn)逆熵的情況。
一個絕熱容器被一塊絕熱的隔板分成相等的兩格,分別裝著不同溫度的理想氣體。如果抽掉隔板,兩邊的氣體將相互擴散,氣體分子之間通過相互碰撞傳遞能量,最終整個系統(tǒng)達到平衡狀態(tài),也就是容器內(nèi)部處處均質(zhì)化,表現(xiàn)出同樣的溫度,我們說這時系統(tǒng)的熵達到最大。
當系統(tǒng)達到熵最大后,重新在系統(tǒng)中間設置一個絕熱隔板,并且有一個麥克斯韋妖控制的小門。
麥克斯韋妖沒啥特別的本事,但眼神好,反應敏捷,能準確地探測并控制單個分子運動,當發(fā)現(xiàn)一個高速運動的分子撞向門,則通過控制門的開關(guān),令該分子進入左邊格子(如果該分子原本就在左邊,則關(guān)上門,讓其留在左邊;如果該分子原本在右邊,就打開門,讓其進入左邊);麥克斯韋妖用同樣的方法將低速運動的分子進入右邊格子。如此一來,這個系統(tǒng)不僅左右部分形成了溫差,還實現(xiàn)熵的自發(fā)減少。
麥克斯韋妖假說如同一根救命稻草,成為將宇宙從“熵增詛咒”中拯救出來的一線希望。
但是這個假說困擾了物理學家一百多年,最終還是沒有打破熵增詛咒。因為人們忽略了一點:感知到分子運動,相當于獲取信息,而獲得信息需要消耗能量,這只小妖相當于源源不斷地從系統(tǒng)外獲得能量,來實現(xiàn)低熵狀態(tài)。
根據(jù)信息論可以嚴格證明,當觀察者對某事件一無所知時,信息熵和信息,數(shù)量相等,意義相反(這種情況下,信息熵的定義與熱力學熵的玻爾茲曼解釋是一致的),而且信息熵與熱力學熵可以相互轉(zhuǎn)換(例如在論文“Information Theory and Statistical Mechanics”(Phys. Rev. 106, 620 (1957))中提到,如果我們把統(tǒng)計物理的架構(gòu)想像為一個概率論問題而不理會傳統(tǒng)統(tǒng)計力學的假設,那麼統(tǒng)計力學和概率論同為最大熵值問題。)
麥克斯韋妖的關(guān)鍵在于從外界獲取信息,而信息需要獲取能量,能量需來自于外界系統(tǒng)。也就是需要打破“孤立系統(tǒng)”這一條件。
3
依靠負熵生存的生命
“新陳代謝中的本質(zhì),乃是使有機體成功地消除了當它自身活著的時候不得不產(chǎn)生的全部的熵?!?/p>
——薛定諤
麥克斯韋妖沒有打破熱寂的詛咒,卻無意間揭露了生命的本質(zhì)。量子物理學家薛定諤在1943年進一步明確地提出:“生命以負熵為食”。
按照薛定諤的定義,所謂生命,就是從外界獲取信息,降低自身的熵,從而維持自身狀態(tài)的動力系統(tǒng)。
這一定義,實際上就是對麥克斯韋妖的刻畫,比其他任何定義都更能刻畫生命的本質(zhì),其外延也遠遠超出了通常概念中的有機物形成的“生命”,無論是否碳基,是否人造,是否孤立個體,都可以被歸為生命的范疇,為了避免混淆,我們將其稱為“泛生命體”。
除了通常我們所認知的生命之外,蟻群、企業(yè)、城市、國家等也屬于“泛生命體”。這也是為什么善友教授說“把你的事業(yè)看作一條命”,它真的具有與生命類似的特征。
但是,信息與熵是硬幣的一體兩面,信息本身并不天然具備熵減的特性。生命是如何通過獲取外部信息,來實現(xiàn)自身熵減的呢?
答案是——“模型”。
泛生命體通過模型,對從外界獲取的信息進行壓縮,從中獲取對于生存有利的“有效信息”,從而實現(xiàn)熵減。
舉個例子,以生物體最基本的“新陳代謝”來說,從某種意義上說,是一種通過“組合創(chuàng)新”實現(xiàn)熵減的過程。
生物體攝取的蛋白質(zhì),要首先分解為基本單元——氨基酸,然后按照DNA或RNA的指令,將其重新組裝為新的蛋白質(zhì)分子,成為自身肌體的材料或?qū)崿F(xiàn)特定功能。氨基酸組合成蛋白質(zhì)的可能性無窮無盡,只有按照特定的模型,才能組裝成特定用途的蛋白質(zhì)。
組裝蛋白質(zhì)的原理如同3D打印機。DNA所存儲的“模型”,也就相當于3D打印機所存儲的數(shù)據(jù)文件。
問題來了,DNA是如何篩選出能夠?qū)崿F(xiàn)精巧功能的蛋白質(zhì)分子的模型,并存儲起來的呢?
答案就是演化。
生物演化如同一場永無休止的生存測試。DNA的“變異”,就是猜測考試答案,猜對的獎勵就是繼續(xù)存活,猜錯的懲罰就是死亡。
通過無數(shù)代的篩選,能夠?qū)崿F(xiàn)熵減的模型被保留下來,并且通過“遺傳”被富集起來,從而使得整個種群形成穩(wěn)定的“減熵模型庫”。
這個減熵模型庫,和我們所說的“思維模型”具有內(nèi)在的相似性:其作用都是通過有限的模型對近乎無限的信息進行處理,得到的結(jié)果可以用來解釋過去,以及預測未來。
這一過程就是熵減的本質(zhì)。
如果說,混沌的學員是通過“行為+反饋”的學習機制,來獲得運用思維模型的能力;DNA獲得“模型”的能力,同樣也是通過“行為+反饋”的學習機制完成的。在創(chuàng)新學院中,學員獲得的反饋來自輔導員,而DNA獲得的反饋來自大自然,就是“生存與毀滅”二選一。
演化,就是生命所獲得的第一種學習方法。
生命依靠負熵為生=生命依靠學習和模型為生。
學習并運用模型,這是刻在基因上的、生命體最本質(zhì)的需求,目的就是抵抗熵增。因此,生命就是那只麥克斯韋妖。
問題又來了,既然最原始的生物就有學習模型的能力,為什么生物要持續(xù)演化,出現(xiàn)各種各樣更加高等的生物?
更進一步,為什么我們不僅必須學習,而且還要來到混沌大學,花費大量的時間和精力,學習關(guān)于創(chuàng)新的思維模型?
4
負熵的代價
“熵減的過程十分痛苦,十分痛苦呀!但結(jié)果都是光明的。從小就不學習,不努力,熵增的結(jié)果是痛苦呀!我想重來一次,但沒有來生?!?/p>
——任正非
任何負熵的實現(xiàn),都要付出代價。
總的來說,就是局部子系統(tǒng)實現(xiàn)熵減的同時,使得更大的系統(tǒng)進一步熵增。
比如一間開了空調(diào)的房間,空調(diào)使得屋內(nèi)溫度降低,也就降低了屋內(nèi)的熵,但是室外機放出了更多的熱量,使得整體熵升高得更多。人類科技發(fā)展,一方面使得我們的生活更便利,另一方面也使得熵增速率不斷提升。
為了實現(xiàn)減熵,反而導致熵增的嚴峻事實,使得生物不僅要學習,而且學習還必須滿足如下條件:
學習得到的熵減能力,必須大于環(huán)境的熵增。
考慮到環(huán)境的熵增主要就是生物自身造成的,本質(zhì)上,這是一場“以鄰為壑”的生存競賽,而這就是“紅皇后假說”背后的根本原因。
為了生存,生命自誕生起,就掀起了一場熵減的軍備競賽,所有生命不得不學習更強大的減熵模型,以及更強大的學習能力。生命減熵能力越強,使得環(huán)境熵增越迅速,從而形成螺旋遞增的加速循環(huán)。
在這場軍備競賽中搶先一步,獲得生存優(yōu)勢的能力,就是創(chuàng)新。
99.99%的生物都滅絕了,幸存下來的0.01%,都是在這場殘酷創(chuàng)新大賽中暫時獲勝的幸運兒。
單體細胞無法跟上軍備競賽的速度,不得不多細胞聯(lián)合起來,通過更高層次的“智慧涌現(xiàn)”,也就是涌現(xiàn)創(chuàng)新,成為多細胞的高等生物,來跟上越來越快的紅皇后跑步機。
生物演化就是一場學習能力的競賽。單純依靠演化的學習能力無法跟上需求,生物又演化出專門用來收集信息和處理信息的神經(jīng)細胞,以及更高層次智慧涌現(xiàn)的神經(jīng)網(wǎng)絡,學習能力出現(xiàn)巨大飛躍。
此后,生物的智能競賽又逐漸過渡到需要實時進行復雜信息處理,并做出判斷的高等動物,直至人類出現(xiàn)。
人類出現(xiàn)后,再次復現(xiàn)了從單體到群體智慧涌現(xiàn)的過程。人類組成各種強大的組織,以整體形態(tài)進行減熵。信息技術(shù)也在不斷迭代,從語言、文字到造紙印刷,直到今天的計算機互聯(lián)網(wǎng)以及更發(fā)達的ICT技術(shù)。為了生存,人類專門用于學習的時間越來越長。任何人,任何組織,如果不能持續(xù)學習,做到與時俱進,都將會被無情地拋棄。
今天的世界,信息的指數(shù)級爆炸使得環(huán)境熵增也呈指數(shù)增長。每個人,每個公司,都被迫走上紅皇后跑步機,為了減熵大計,奮力奔跑!
5
為什么我們必須學習思維模型?
普通人通常所認知的“學習”,是不斷獲取自己不知道的增量信息。然而記憶信息并不是真正的學習,反而會持續(xù)增加你思維中的信息熵。只有像DNA那樣,通過模型建立信息與信息之間的聯(lián)系,從而壓縮海量信息,獲得對未來的判斷以及決策能力,才是學習。
對于個人來說,必須采用越來越有效的思維模型,從無邊無際的信息中獲取有效信息,快速高效決策。
對于企業(yè)來說,不斷學習,不斷創(chuàng)新的過程,使得自身減熵的速度大于環(huán)境熵增的速度,是維持企業(yè)生存的必須。
特別是當華為、亞馬遜等以反熵增為第一要務的公司變得越來越強大,不能快速轉(zhuǎn)變的公司被淹沒在“熵增之?!敝?,已經(jīng)成為大概率事件。
生物演化的歷史上,由于某一物種取得壓倒性優(yōu)勢快速繁衍,迅速抬高環(huán)境熵增速率,導致其他物種大批量滅絕,這種事件曾經(jīng)反復上演,并被稱為“大滅絕”事件。
亞馬遜等新型公司,很可能就是這樣的優(yōu)勢物種。
人工智能時代已經(jīng)悄然來臨,當機器開始學得像人一樣思考的時候,許多人還在像老式計算機那樣記憶信息,《未來簡史》所預言的“無用階級”雖然殘酷,卻在一步步成為現(xiàn)實。
通過學習和創(chuàng)新獲得熵減,這已經(jīng)不是可有可無的事情,而是越來越成為在這個時代生存下去的第一法則。我們不僅要跑,而且要跑得比別人快。
“我們唯有加速奔跑,才能存活在這個時代。”
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