热力学第二定律的表现形式

第三节　组织定律——“系统永动机”的否定律

在科学史上，曾不乏有人试图建造所谓的永动机，即一种能够不断地作功又不需消耗任何燃料的机械，甚至有人为此耗费了毕生的精力。后来，物理学家迈耶(Mayer)、焦耳(Joule)和亥姆霍兹(Helmholtz)通过大量经验的总结，提出了热力学第一定律:永动机是不可能造成的，从而彻底否定了制造永动机的可能。此后在热力学第一定律的基础上，物理学家进一步提出了能量守恒定律:自然界一切物质都具有能量，能量有各种不同的表现形式，能够从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递中能量的数量不变。我们可以将热力学第一定律视为能量守恒定律在宏观热现象过程中的表现形式，而将能量守恒定律看作是热力学第一定律的进一步延伸。

能量守恒定律提出后，科学家们很快发现该定律有一个重大的缺陷，即有些事情虽然并不违反能量守恒定律却永远不会发生，例如:热量总是从高温物体传向低温物体，不会反过来;房屋总是越来越旧，不会越来越新;食物总是会腐败，而不会永远保持新鲜等等。这说明能量守恒定律或者热力学第一定律并没有告诉我们一个过程的方向性问题。由于热力学地第一定律和能量守恒定律存在这个缺陷，又有不少人开始设计所谓的第二种永动机，即一种能够将能量百分百地转化为功的机械。为区别第二类永动机，人们将上段提到的永动机称为第一类永动机。显然，第二类永动机并不违反热力学第一定律或能量守恒定律，因为它没有凭空创造出能量，而只追求将能量完全地转化为功。针对第二类永动机，物理学家开尔文(Kalvin)和克劳修斯(Clausius)在总结了大量的经验后分别提出了各自对热力学第二定律的表述形式:

开尔文表述(1851年):不可能从单一热源吸热使之完全变为有用的功而不产生其他影响;

克劳修斯表述(1850年):不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响。

其实我们可以证明两种表述是完全等价的。开尔文的表述也可以直叙为:第二类永动机是不可能造成的^[3]。

热力学第二定律的贡献在于，它指出了过程的方向性。正是克劳修斯在表述热力学第二定律的时候，为了便于数学表达首次引入了系统态函数熵的概念。借用熵函数S，热力学第二定律可以表述为:孤立系统的熵恒大于零，即

⊿≥0，　　　(2－3－1)

其中⊿S=S₁－S₂，表示系统状态的改变;“=0”的情况适用于可逆绝热过程;“＞0”的情况适用于不可逆绝热过程。尽管热力学第二定律告诉了我们一个不争的事实，第二类永动机是造不出来的，但由公式(2－3－1)也可以看出，热力学第二定律仍存在明显的缺陷，即它是建立在纯粹的数学物理模型基础上的，这个模型有诸如绝热、孤立等太多，也太苛刻的限定，这就大大限制了它的实际应用的范围，至今这仍然是一个困惑物理学家的问题。虽然我们已经无从了解当初克劳修斯引入熵概念时的全部科学思想，但有两点是可以肯定的:a.我们今天对熵概念的理解已经大大丰富了克劳修斯原始想象;b.即便过了将近160年，我们对熵的理解还远远不是它的全部，熵的意义还要远远超出我们今天的想象。就像著名物理学家普利高津(Prigogine)所说:“热力学第二定律在它建立了一百五十余年之后，看起来仍然像是一个发展规划，极其不像是一个通常含义下已经完善的理论，因为对于熵的产生来说，除了给出符号之外，严格地说就什么也没有讲，甚至于连不等式的有效范围也没有确定”^[4]。本书提出的社会系统学的组织定律可以说大大发展了热力学第二定律，使之适用于社会系统;或者说组织定律涵盖了热力学第一和第二定律，是一个广泛适用于各种系统的定律。下面我们就来详细讨论组织定律的含义。

为方便理解，我们还是从永动机这个话题入手。像在热机工程领域曾经出现的情况一样，在社会学或政治学领域也不断地有人想设计或制造“永动机”，所不同的是在热机领域由于两个热力学定律的创立，早就没有清醒的人再去触动这个伪课题了，而在社会领域现在还大量有人在辛勤地从事这个“事业”。那么什么是社会系统的永动机呢?这里我们分别给它们下个定义:

第一类社会系统永动机:建立这样一种社会制度，它一旦建立就可以一劳永逸地解决社会系统当前和以后将会出现的所有问题;

第二类社会系统永动机:建立这样一种社会制度或组织体系，它只减少社会系统的熵，而其本身不产生任何熵。

社会系统组织定律告诉我们，社会系统第一类和第二类永动机都是不可能建造的。这是因为第一类永动机实际上隐含了一个假设前提，即一个不变的组织体系可以自身无限地组织能量应对不断变化的社会系统，显然这违背了能量守恒定律;而第二类永动机实际上忽略了组织过程中权力要素的存在，忘记了权力在制约熵的同时也必然产生熵，因此这种永动机也是不可能实现的。特别应当提及的是，对社会系统而言还存在第三类永动机。所谓第三类永动机是企图预先设计一个十全十美的制度来应对未来所有问题，它允许组织的两个要素能量和权力按设计发生变化。表面上，第三类永动机并不违反组织定律。但由于它试图用有限的变化应对无限的问题，违背了复杂系统最基本的特征不确定性，也违背了组织定律的要旨，任何系统的组织都不能达到它所追求目标的极至，因此也是不可能实现的。不同知识背景的读者可能会对组织定律产生各种疑问，下面我们选择几个最容易产生的疑问予以解答:

1.在热力学中针对两种不同的永动机分别建立了相互独立的第一和第二定律加以否定，而在社会系统学中为什么一个组织定律就能同时否定两种社会系统永动机呢?

这是因为社会系统组织概念中既包含了能量的概念也包含了熵的概念的缘故，而且两者是有机地联系在一起的，当我们谈到社会系统组织时必然要同时涉及能量和熵，因此关于组织的规律必须也同时适用于能量和熵。将能量和熵有机地联系起来，把它们作为同一个事物的两个不同的方面统一考虑，也正是社会系统学对整个科学体系的重要贡献。

2.热力学定律是建立在数理模型基础上的，定律对成立的条件有严格的限制，即孤立系统的限制，一旦没有这个限制热力学定律就不一定成立。而社会系统学的组织定律没有任何前提限制，它能够普遍成立吗?

要回答这个问题，我们首先重温组织定律的内容:当一个社会系统的组织影响一定时，熵恒增。这里所谓“组织影响”是一个完全开放的概念，组织既包括来自系统内部的组织，也包括来自环境施加给系统的起到组织作用的任何影响，对于这样一个开放系统你没有必要分清系统和环境的边界，你只需搞清组织影响是什么，或者你也可以改变思维，将组织影响的范围视为一个特殊的系统，这个系统不仅包括了社会系统本身，也包括了给该系统施加了组织影响的那部分环境，而这个特殊系统不正对应于热力学中的所谓孤立系统吗。反过来当我们将这种思维运用于热力学中时，你会发现那些对定律的限定并不是必须的，两个热力学定律立刻变“活”了，显得生动起来。这种思维得益于社会系统学的研究对象——复杂系统，对于复杂系统来说任何概念和边界都有模糊性，都不是绝对和不变的，因此关于社会系统学的规律也必须适应这种模糊性。

3.既然组织定律是由热力学第一和第二定律拓展而来，是更普遍成立的规律，那么是不是说组织定律应当兼容热力学的两个定律?

答案是肯定的，恰恰是上问提到的“模糊”思维帮助我们创立了更加广义的热力学定律，即社会系统组织定律不仅适用社会系统，而且涵盖两个热力学定律。这里只需将机器的制造和机器的运转视为一种组织形式，组织定律告诉我们:a.任何形式的组织都是需要能量的，即不存在第一种永动机;b.任何形式的组织在做功时本身也会产生能量的消耗，即不存在第二种永动机。而且我们每一个人都很容易在现实世界中直接体会这些规律，只要我们花上一天的时间来观察自己的家庭就可以了。

同样的道理，如果我们将房屋的建造也视为一种组织现象的话，组织定律则告诉我们当一幢房屋建造好了以后，也就是它的组织影响一定了以后，它的熵会恒增，即它会不断地变旧，除非我们再施加新的组织影响——对它进行维修。

4.热机作功容易理解，也能感受得到。社会系统的组织做的功又是什么呢?

社会系统组织的目的是提高社会系统的序，或者说改善社会系统的状态，又或者说是将组织过程付出的能量转化成社会系统序的提高或熵的减少。将能量与系统的状态联系起来是组织定律的一个重大贡献。当然这样讲并不等于说任何组织形式都必然能提高社会系统的序，减少社会系统的熵。组织过程存在有效组织和无效组织之分，也有高效组织和低效组织之分，这是需要另外讨论的问题。

5.由社会现实经验我们知道，权力产生熵。在社会系统的组织过程中权力又是不可缺少的要素，即组织既减熵又增熵岂不矛盾吗?

社会系统的组织的确在努力减少系统熵的同时，自身也会产生熵;一个新的组织形式在减少旧熵的同时，也必然产生新形式的熵，但这与总的减熵作用并不矛盾。因为好的组织完全可以做到减的熵大于增的熵。另一方面，这种现象也说明任何社会系统的组织形式在产生后，马上会成为再组织的对象，即由新的组织对其产生的熵进行新一轮的组织。这种现象在小系统中比较细微，容易被人忽略，而在国家这样的大系统中表现得就很明显。任何一种社会体制在运行了一段时间后都会发现有新的熵产生。由于同样的人在同样的权力岗位上停留时间越长，发生的概率就越高，即所谓寻租的可能性越高，当代社会往往采取诸如换届、换岗等方式来减轻这种现象。

6.在社会系统的定义中指出，社会系统是复杂系统，也就是说社会系统具有广泛的不确定性，那么这种不确定性在组织定律中又是如何体现的呢?

这个问题提得很好。既然组织定律是复杂系统的规律，它就必然要满足不确定性，否则它就不可能成立。组织定律的不确定性表现在:a.熵增的过程是非线性、不连续的，不像在热系统中是连续发生的;b.熵增的过程对不同的点来说是不确定的，即我们无法确定哪个点会发生、何时发生和发生程度，不像在热系统中，我们知道熵增的过程在每一点都会发生、正在发生，通过技术手段还可以知道发生的程度;c.社会系统规律往往不具有瞬间意义，组织定律也如此。例如，某个瞬间可能一个系统的所有成员都在睡觉，在这个瞬间系统的熵肯定处于减少的状态。也就是说组织定律不存在物理系统的精确概念。举个例子来说明这个问题，人人都知道猫捉老鼠，但并不是说猫一见到老鼠就捉。对社会系统的规律，只有从社会的角度观察才有意义;不能从精确的角度来评价它们，只有同样站在不确定性立场上进行评价才有价值。读者在阅读本书时应当逐渐树立起这个意识。

7.既然组织定律对社会系统成立，那么它对诸如经济、语言等等系统是否也应当成立?

我们先纠正这个问题所犯的一个错误，因为从逻辑上说这种提问方式隐含了一个前提，即将经济、语言等系统视为独立于社会系统的系统，其实经济系统、语言系统都是社会系统的子系统，它们都不能脱离社会系统而独立存在。因此答案是自然的，对社会系统成立的规律必然对经济、语言等等这些子系统也成立，反之也是。当然，经济或语言系统有比之其他子系统特殊的地方。这里只能做一些简单的探讨。

先来看经济系统的情况，经济系统的组织除了要配合母系统，社会系统完成减熵的任务外，还要能够为利己行为创造更大的合理空间，即让系统成员合理地赚更多的钱，改善自身的生活。对经济系统这种特殊的功能，组织定律也是成立的，它告诉我们在经济系统中没有不劳而获的组织方式(或称第一类永动机)，也没有只赚钱不会赔钱的组织(或称第二类永动机)。经济系统永动机的具体事例，建议读者阅读一下《营救华尔街》:长期资本基金的崛起和陨落^[5]。当然在这种情况下，熵具有不同的含义，在经济系统中熵还包含风险、利润这样的概念。

语言面对的是交流任务。在语言的组织中，组织要素中能量转化为语言使用的频率，权利转化为影响力;系统的熵表现为语言的退化程度。这样定义后，我们就比较容易看清，组织定律对语言系统规律的揭示。读者完全可以自己去总结。就这个例子我们想谈的是，对于不同的系统，熵概念的内涵是不一样的，这就是熵的神奇之处。熵把能量与各种系统的状态联系了起来，并且指出了系统的自然发展方向。

8.可否举出几个社会系统永动机的例子?

其实，历史上各种永动机是层出不穷的。每一个人在思考社会问题时，也都曾梦想过自己设计的理想模式，只要用社会系统学理论仔细分析一下，在这些理想模式中你都可以发现永动机的影子。人类社会发展进步到今天，那种乌托邦式的永动机已经很难发展信众了。我们需要揭示的是那些似是而非的永动机，这种永动机具有一些共同的特点，即它们在局部或者一定的阶段具有积极的组织意义，并且能够产生积极的组织效果，但是它们的延伸却将导致永动机的错误。下面我们来分析两个对当今社会影响最大的这种永动机例子。

大家知道，当代存在两种主要的涉及社会系统组织的思想体系，一种是社会主义;一种是资本主义。前者以追求社会的平等为核心，后者以追求社会的自由为核心。大家还知道，平等和自由都是社会系统组织应当追求的目标——吸引子，任何社会系统如果不平等或者不自由都是不好的。问题在于当一种主义走向极端，即沿一种吸引子走过了头，情况就会发生质的变化。这好比我们把自由或者平等当作一部机器，自由主义是说当自由这部机器一旦运转起来，它会自然而然地解决面临的一切问题;社会主义则争辩说平等这部机器一旦运转起来，才能够自然而然地解决一切问题。的确，当自由和平等的机器运转起来以后能够解决不少的问题，但是它们也不断地产生问题，当自由或平等与其他吸引子发生冲突时，它就难以再继续前进了，因为它的吸引力已经无以为继了。从能量的角度看，这两部机器企图用有限的能量干无限的事情，都属于第一类永动机;从熵的角度看，这两个主义都忽略了自己的机器在减熵的同时也产生熵这个事实，属于第二类永动机。这样说可能有些抽象，我们通过一个比喻来作进一步的描述:一群年轻气盛的小伙子来到一条长路的起点，路的两旁零星生长着果树，但每棵果树上只有一个熟的果子。他们决定开始一个游戏，每天只能以果子为食，大家从同一个起点起跑，起跑后途中没有任何限制，完全自由。游戏开始后，很快显示出差异，跑得快的，能力强的人吃到了更多的果子，并能够保持更良好的身体状况。随着游戏的继续，强壮的人越来越强，他们甚至可以积攒大量吃不完的果子，向那些吃不饱的人有条件地兜售，让他们给自己当奴仆。结果本来要好的朋友，相互间矛盾越来越激化，最后游戏无法持续。这时那些吃不饱的人开始反思当初的游戏规则，认为这个规则是不平等的，因为它没有考虑人与人之间的能力差异，使能力差的人逐渐丧失了生存空间。因此需要对规则进行修改，他们重新开始游戏，但游戏的规则改为，大家一起摘果子，然后平均分配。按照新规则的游戏开始后，能力强的人很快发现他的付出是不等价的，他虽然摘了很多果子，但和摘得最少的人吃得一样多，于是他开始偷懒，最后大家发现自己都吃得越来越少。能力差的人埋怨能力强的人不尽力，能力强的人抱怨能力差的人不努力，矛盾又开始激化，游戏再次不欢而散。当然现实比这个例子复杂得多，借助这个例子我们只是想说单吸引子理论，一旦过头都隐含着类似永动机的错误，是组织不好社会系统的。当代政治家们其实早就意识到这个问题，并在理论和实践中不断地进行修修补补，于是资本主义向社会主义方向修正，社会主义向资本主义方向修正。改革就成了必然趋势。其实，用社会系统学理论很容易解释在社会系统组织实践中经常出现的这种现象，即当资本主义走过了头就需要社会主义元素，相反当社会主义走过了头就需要资本主义元素。这是因为，好的自由竞争或好的自组织效果产生的前提是力量的均衡，或者说好的自由环境产生的前提是平等。当好的自由竞争持续了一定得时间后，由于系统元素能力和条件上的差异，必然导致一些元素获取的利益要大于其他元素变得更加强大，也就使得原来平等的环境被破坏了，这时他组织就会在社会系统的组织结构中取代自组织逐渐占据上风，自由竞争也会逐渐变味向垄断、强势方向发展。此时如果不加以调整，社会系统的熵就会显著增加，造成系统的不稳定。

为了区别已经提到的三类永动机，我们将社会系统组织者试图沿一个或若干个吸引子方向一劳永逸地组织社会现象称为第四类永动机，这类永动机最大的特点是在社会系统的某一或某些方向上付出了相当的组织努力，而在其他方向上组织得不够。第四类永动机是当代社会中最常见的，也是最容易犯的永动机错误。

9.在现实生活中，我们会有这样的体验，一个好的组织形式会比不怎么好的组织形式节省社会资源，或者说用较少的组织能量取得较多的组织效果，这说明人的智力可以转化为能量，那是不是说存在这种可能，即利用人类智力解决未来的所有组织问题?

这其实就是我们在前面已经提到过的第三类永动机。我们说今天社会所面临的种种问题，很多并不是因为人类的智慧水平还不够的问题，而是由于它们是不确定的、非线形的和具有无限多解的问题。人的智慧可以帮助提高组织的效率和质量，但不可能将不确定问题转化为确定问题，也不可能将多解问题转化为单解问题，也就是说第三类永动机是不可能制造的。在组织问题上，智力可以转化为组织能量和减少权力的使用，这就像热机工程中智力创新可以提高热机的效率一样。但智力永远不可能做到，不用组织要素能量和权力的参与就实现社会系统的组织。面对一个社会问题的解决，有一点是经常容易忽视的，那就是人们往往习惯地把解决问题的方法与需要解决的问题分别看待、分别思考，即问题是问题、方法是方法。然而社会系统的不确定性决定了，方法不仅仅是方法，而且它也可以是新的问题，即我们在用一种方法去解决一个问题时，其实也是在一个旧问题上添加新问题的过程，结果可能是旧问题解决了新问题又产生了，在这点上组织是不可能穷尽的。

追根溯源，任何新社会体制的设计者总是抱有永动机企图的，他们总是相信当他们的智慧发挥至极限是可以解决大多数社会问题的，其实这是一个世界观的问题，即认为社会系统的未来是确定的还是不确定的问题。社会系统学明确指出任何社会系统的未来都是不确定的，也可以说这就是社会系统学的世界观。任何智慧在解决问题的同时，也在产生问题，也就是说我们不能把智慧当作永动机。这有点像我们下棋，当一个好的棋手想出了一步高明的棋，解决了当前困难的同时，其他棋手就马上会把这步棋当作“问题”来进行研究，即博弈。显然博弈只能提高竞技的水平不能消灭竞技本身。关于世界观的问题我们将在第三章中进一步深入讨论。

10.热力学系统与社会系统是完全不同的系统，起码从表面上看是如此，为什么组织定律可以同时适用于它们?

这首先展示了社会系统学的优势，由系统的定义我们知道，只要是系统它们就满足一定的共性，如整体性、相关性、多元性等等。不同的系统当然也必然具有各自不同的特点，一般越是简单的系统越容易准确地描述，相反越是繁复或复杂的系统越难以乃至不能准确地描述，从这方面看热力学系统是介于简单系统和复杂系统之间的系统;另一方面，也是非常重要的一点是，热机系统与社会系统都是有源系统，即在系统内都存在能量源，如热机系统中存在热源，社会系统中存在人的本能。这种共同性决定了，两种系统必然在其共性方面存在某种共同遵循的规律，这就是组织定律能够同时适用于它们的原因或者原因之一。

这的确是一个奇妙的现象，一个社会系统的规律竟然可以运用于物理系统，这正说明随着社会系统学的诞生，社会学已经可以纳入整个科学体系，成为真正意义上的科学了。

限于篇幅，对以上问题的回答不可能是很全面，很清晰的。希望读者结合以后内容的讨论，加深对组织定律的体会。涉及组织定律的很多问题是待开发的处女地，有志的读者也是完全可以有所作为的。

在社会系统中，我们每一个人都既是系统的组织者，也都是系统的被组织者。我们组织着自己的家庭、运用着自己的语言与其他人交流、管理着自己和家庭的财务、在各种社会活动中发挥着自己的影响力。同时也被各级地方政府组织着，被经济、文化、教育、司法各种部门组织着。可以说组织定律与我们无时无刻都发生着广泛的关系，时时刻刻影响着我们。因此为了我们自己，也为了我们的子孙后代，我们每一个人都应当弄懂这个定律，以更好地参与社会系统的组织活动。