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系统理论/熵

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能量 - 从物理学到组织

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热力学第一定律指出能量既不能被创造也不能被消灭。宇宙中存在的所有能量(我们所知的最大系统)在系统的循环和阶段中只是改变形式。当我们观察到系统的一个组成部分能量损失时,我们实际上是在观察能量位置的转移。曾经局限于特定实体、群体、企业或个人的能量最终将分散到周围的系统中。

例如:用动能挥动锤子将钉子钉入一块木头。当钉子被敲击时,锤子的能量传递到钉子。然后,钉子利用它的动能进入木头。木头利用它的势能抵抗钉子,直到钉子不再继续移动。如果钉子被钉入一个完全弹性的物质,它只会弹回来。但木材纤维不可逆地将失去的动能以热的形式消散。在敲击过程中,多余的能量会产生热量和声音。

在这个小系统中,能量只改变形式和位置,但从未被创造或消灭。如果我们扩大系统,我们会看到锤子的动能来自锤击者手臂的动能。这种动能来自摄入食物获得的化学能。食物的化学能来自在太阳能存在下形成的化学键。在物理学中,能量位置和形式的变化是将宇宙连接为一个非常大的系统的机制。能量也流经其他系统。在社会组织中,能量通常用其他各种术语(人、金钱、产品、信息或资本)来描述,但仍然以类似的方式流动。

例如:一家公司的账单收款成功率正在下降,因为每周的收款电话次数减少了。收款员在工作时间里一直在寻找新工作。收款员通常用于给客户打电话的能量现在被用于进行个人业务。在这个例子中,能量投入(收款员每周 40 小时)保持不变,然而,能量正在从公司的系统分散到收款员和其他企业的系统。

熵的定义

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熵是指当输入保持不变时,系统输出下降的趋势。熵最常与热力学第二定律相关联,它衡量的是可观察系统中能量类型和分散的变化。在系统思考中,我们通过输入保持不变时输出的变化来衡量熵。因此,熵是时间的直接函数(时间性)。**

封闭系统和范围

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熵发生在封闭系统中,只有输出下降。该系统看起来是封闭的,因为观察到的系统范围没有显示出正常进程或持续进行的动作的任何变化。

例如:一个组织生产用于运输的海上航行的帆船。自 19 世纪后期以来,该组织每年的收入都减少了。输入(劳动力、技能、工具和资本)多年来一直保持不变,然而,由于熵,销量下降(没有双关语)。如果没有输入的变化(创造力、现代主义或市场观察),该系统被认为是封闭的,熵成为不可避免的。

在这个例子中,交通运输行业的成功并没有下降,只有一家组织的成功下降。通过更便捷的交通方式,大型帆船的成功正在从本地环境转移到全球市场。跨洋旅行仍然需要,但由于封闭和熵系统,帆船组织将不再成功。该组织未能考虑到它们是更大系统的一部分,并且必须随着时间的推移而发展。系统的范围和复杂性极大地影响了熵通常发生的持续时间。

例如:一个街区的孩子开了一家柠檬水摊。柠檬水保持不变,一个月后,柠檬水的销量下降,因为街区的消费者想要多样化。这个系统内部的熵很快就出现了。一家国际软饮料公司,如果选择不再生产不止一种饮料,可能会同样成为熵的受害者。

对抗熵

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生物体通常受疾病的影响。这些疾病代表着外部和内部威胁,会使生物体退化,直到它不再能维持生命。我们通过添加输入(白细胞、药物、营养物质等)来挑战这种有机熵的形式。因此,生物体通过输入和过程结构的自发变化而继续存在。

一旦社会组织达到静态平衡状态,熵就会开始发生。然后,系统单元或整个系统的退化仅仅是时间的函数。这个非计划的过程会一直持续,直到系统通过新的输入或流程变化而脱离其静态状态,或者系统失败。为了挑战熵的冲击,系统思考者需要不断扩展他们对其系统范围和复杂性的知识。一旦他们能够找到使组件或过程进化的方式,熵的风险就会降低。在采取新的行动或改变输入后,为了避免系统因熵而下降的过程又开始了。一旦增长停止,系统的衰退就不可避免。

  • 虽然人、金钱、产品、信息或资本的概念可以被创造和消灭,但这些组件的流动、组织和位移在讨论组织熵时被视为能量。
    • 不要混淆物理学和系统科学:在系统科学中,熵是通过输出随时间的变化来衡量的。在物理学中,熵是通过温度随时间的变化来衡量的。
      • 诺贝尔奖获得者伊利亚·普里戈津首先描述了生物系统通过“自发结构化”过程不断更新自身,这种过程发生在它们脱离平衡状态时。

参考文献

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有关熵的更多信息,请访问:http://www.entropylaw.com/entropyenergy.html

  • Swenson, R. (1997a)。自催化、进化和最大熵产生定律:走向人类生态学研究的原则基础。人类生态学进展,6, 1-46。
  • Swenson, R. and Turvey, M.T. (1991)。感知-行动循环的热力学原因。生态心理学,3(4), 317-348。(日语版:翻译并转载于《关于供给的视角》,M. Sasaki(编辑)。东京:东京大学出版社,1998)。
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