熵、耗散结构理论与企业管理，本文主要内容关键词为：理论论文,结构论文,企业管理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
[中图分类号]0414.11；F270.7；0415.3[文献标识码]A[文章编号]1008-245X（2003）01-0088-04
一、熵与企业管理
热力学第一定律告诉我们，世界上的能量是守恒的、不灭的，只能从一种形式转变到另一种形式，但此定律并没有说明能量在传递时的方向、条件和深度。为解决这一问题，就有了热力学第二定律。德国物理学家克劳修斯（CLausius）在1850年表述为：在一个孤立的系统内，热总是从高温物体传到低温物体中去，而不是相反。1865年克劳修斯又引进了一个态函数——熵（entropy）。此后，熵开辟了一个又一个新的研究领域，成为许多学科发展的“关节”和“引线”。
（一）熵概念的跨学科发展
熵诞生于热力学这门学科，在热力学中克劳修斯对熵的定义是[1]：
P[，0]为起始状态，P为终末状态，S[，0]S为相对于P[，0]、P状态的熵值，T为绝对温度，Q为热量，S-S[，0]叫熵变。若系统经历一个可逆过程，公式中的函数值与积分路径无关，只与系统的初终态有关，所以熵是系统的一个态函数。引入熵概念后，热力学第二定律可表述为：任何系统都存在熵这个态函数，在可逆过程中系统熵的变化等于系统所吸入的热量与热源温度之比，在不可逆过程中，熵变大于热温比。由此可知系统经历了一个不可逆绝热过程时熵增加，这就是熵增加原理。并有推论：在孤立系统中，不可逆过程熵变大于零，可逆过程熵等于零；不可逆过程都是由非平衡态趋向平衡态的过程，所以平衡态对应高熵态。实际上，熵表现的就是系统内无序态出现的程度。由于热能总是从高能端传向低能端，而在此过程中，系统愈来愈趋向于平衡和无序，所以从根本上讲，熵即系统内无序状态的量度。平衡、无序、熵这三个概念是一致的，平衡态也就是无序态，也就是熵值最大的状态。
1873年，吉布斯将熵概念与几何方法结合，产生了几何热力学。吉布斯引入了各种不同平面的温——熵图，并提出流体热力学的基本方程：dV=TdS-pdV，然后以熵、体积和内能为坐标轴，把热力学由二维扩充到三维。1877年玻尔兹曼提出了玻尔兹曼定律：S=KInw，即系统某状态熵与系统在该状态下对应的热力学几率的对数成正比。玻尔兹曼把宏观量熵与热力学几率联系起来，在宏观与微观之间架起了桥梁，这样既说明了热力学几率的物理意义，又给出了熵的统计解释。1944年奥地利物理学家薜定谔的《生命是什么——活细胞的物理观》一书问世了，将热力学研究成果应用到生物学领域，开拓了熵跨学科发展的新天地。他提出了“负熵”的概念，即带负号的熵，负熵=-KInw。由于熵与系统的无序性联系在一起，那么负熵自然而然与有机体的有序性联系在一起。在通讯理论中，熵概念又一次得以扩展，将熵与概率论紧密联系起来，这为熵移植到更广阔的领域中打开了大门。[2]
（二）熵概念在企业管理中的运用
美国学者J.Rifkin和T.Howard认为：今后一段历史时期，将由熵定律取代牛顿定律作为主要规范而占统治地位。哲学家、政治家、科学家、军事家、经济学家、教育家以至神学家都将纷纷据此重写著作。[3]其结果，必将揭示自然科学与社会科学的种种奥秘及其相互之间的某些联系，产生新的思想飞跃，导致整个人类社会的发展、进步。实际上，熵的应用扩展得十分迅速，已经从自然科学拓展到了社会科学领域。
热力学第二定律的理论核心就是不可逆性。这种不可逆性，是指无论何种初始条件的系统，都将顺着熵越来越大，状态越来越混乱，越来越无序的方向走向终极平衡态。它是一切真实系统都存在的最具本质的特征，企业管理系统也包括在内。从系统角度来说，热力学系统与企业管理系统有着很多的相似性，如不确定性，成员数的大量性和不可逆性等等，它决定了系统与系统之间可以相通。
既然要借鉴热力学相关理论来解决管理的问题，首先得定义出管理系统的熵（简称管理熵）。根据管理系统状态变化和热力学系统状态变化的相似性、统计物理熵对熵本质微观机理的揭示、以及信息熵被学者推崇为熵泛化的基础，我们认为管理熵是存在的，但不同的学者从不同的角度出发定义了不同的概念。有学者认为管理熵是管理的信息与概念系统在管理信息的传递过程中传递效率与阻力损失的度量，就是对管理系统输入的物质、能量与信息转化成管理的功能的转化率的度量[4]。也有学者认为管理熵是指任何一种管理的组织、制度、政策、方法等在相对封闭的组织运动过程中，总呈现出有效能量逐渐减少，而无效能量不断增加的一个不可逆的过程[5]。
管理熵数学模型建立的假设条件[5]：第一，组织是一个相对封闭的孤立系统，较少与环境进行信息、物质和能量交换；第二，组织内存在着能量的差异，处于一种不平衡状态。该模型表示方法为；
K[，B]是管理熵系数，企业每增加单位收益所需追加的成本值，j代表企业的每个影响熵值因素中所包含的子因素，P[，j]为每个子因素影响企业熵值变化的概率。由（1）、（2）两式可求出系统内部熵值S[，1]。系统内部熵值的大小表示了企业无序度的大小，熵值增加过程是企业逐渐由有序状态向无序状态演变的过程，此过程可由图1表示
图1 熵值增加过程与企业演变过程
二、耗散结构理论与企业管理
热力学的熵增原理认为整个宇宙将自发地由有序变为无序，最后达到平衡态，也就是死亡。而达尔文的生物进化论却认为从单细胞生物发展到人，进化的方向越来越复杂，越来越有序。显然，二者的发展方向迥然不同。1969年，普利高津提出了耗散结构理论，以解决长期以来热力学和进化论之间的矛盾。
（一）耗散结构理论
普利高津将宏观系统分为三种：孤立系统、封闭系统和开放系统。开放系统又有三种存在状态：热力学平衡态、近平衡态和远离平衡态。一个远离平衡态的开放系统，通过与环境不断的交换物质和能量，在一定条件下产生自组织现象，即会由无序到有序，由较低有序到较高有序。新的结构和新型的组织会自发地形成，这种自发形成的有序结构称做“耗散结构”，这是一切生物和社会系统的共同特点。
普利高津认为，对于开放系统必须考虑系统与外界交换能量和物质所引起的熵流d[，e]S以及系统内部由于不可逆过程造成熵产生的d[，i]S，即对外开放系统有dS=dS+d[，i]S，d[，e]S系统与外界交换物质和能量而引起的熵变，这个量可正可负；d[，i]S是系统内部发生不可逆过程引起的熵变，这个量总是正的，若外界提供足够的负熵流d[，e]S＜0，且｜d[，e]S｜＞d[，i]S，则可做到dS＜0，这就是说在不违反热力学第二定律的条件下，远离平衡的非线性系统可以通过负熵流来减少总熵，从而使系统从无序态变为有序态即耗散结构状态，所以普利高律认为“非平衡可以是有序之源。”[2]
耗散结构的形成有以下三个基本条件：（1）系统处于远离平衡态。远离平衡态是指系统内部各个区域的物质和能量分布是极不平衡的，差距很大。系统只有处于远离平衡态，才能形成秩序，才能形成动态特征。（2）系统的开放性。在一个孤立系统中，物质的高能区总是要向低能区转化，直至趋于平衡，而一旦达到平衡态，系统有序性也就转化为无序性子。因此系统只有处在开放时，从外部补充一定的物质和能量，即输入负熵，以抵消内部产生的熵增，才能使系统由无序转为有序。（3）系统内不同要素之间存在非线性机制。非线、性机制是指事物要素之间以立体网络形式相互作用的机制。耗散结构是一种空间有序结构，这种结构只有在构成系统的所有要素之间都存在相互联系和相互作用的情况下才能形成。如果只存在个别因素之间的相互作用，系统就会瓦解，而不可能形成空间有序结构。
（二）耗散结构理论在企业管理中的运用
耗散结构理论主要讨论了系统在与外界环境交换物质和能量的过程中从混沌向有序转化的机理、条件和规律。它深入浅出地揭示出世界上一切事物的本质，也包括企业管理。对于现代企业组织来讲，最基本的过程就是“投入——产出”，一方面是原材料的购进，能源的持续输入，另一方面通过加工后形成产品，在市场尽快地销售以使资金很快地回收。无论是输入还是输出，一旦停下来，企业内部所有秩序或结构都将会瓦解。显然，企业的一切基础都是依赖于这个开放的输入输出过程。这就是一个典型的耗散系统。
将耗散结构理论引入企业管理学中，我们得到了管理耗散和管理耗散结构的概念。所谓管理耗散是指当一个远离平衡态的复杂企业组织不断地与环境进行物质、能量和信息的交换，在内部各单元之间的相互作用下，负熵增加，使组织有序度的增加大于自身无序度的增加，形成新的有序结构和产生新的能量的过程。而管理耗散结构就是管理耗散过程中形成的自组织和自适应企业组织系统。[5]企业管理的实质是一个负熵的过程。任何企业管理系统部是开放系统，内部的控制都要以与环境的输入输出为条件，必须不断与外部环境进行物质、能量、信息的交换，表现为人才、物质、资金、设备、产品等与外部环境的交流。只有当这个交流处于平衡状态时，才能保持其管理结构的不断改善和管理水平的不断提高。即负熵值的持续增加。否则，系统将不能运行，致使系统的内部人力、物力、财力调配发生困难，系统熵值增加。
我们来看一下负熵的数学表达式[5]
这是负熵过程，它能使开放系统由无序变为有序，或有序度增高，形成耗散结构。企业则运行有序，兴旺发达。因此，企业系统可通过完全开放，自我改造，不断地与环境进行物质、能量、信息的交换，在耗散结构各要素的相互作用下逐渐克服混乱，使组织整体实现负熵值来促使企业持续发展。
三、结论及启示
爱因斯坦认为，一种理论其前提越简单，所涉及的事物越多，适用范围就越广泛，它给人们的印象也就越深刻。熵和耗散结构理论正是这样，不仅在自然科学领域得到广泛应用，而且在社会科学领域也得到普遍认同，使定性分析向定量分析转换成为可能。综观自然界，不外有两种演化方向，可以包罗世界上一切事物的演变，即从有序到无序的演化和从无序到有序的演化。从有序到无序的演化方向所对应的是孤立或封闭系统及其所对应的环境的平衡状态，即熵增的过程；从无序向有序的演化方向所对应的是开放系统且远离平衡的稳定态，即负熵增加的过程。熵理论深刻地揭示了物质世界的演化规律，因此被称为整个自然科学界的第一法则。
根据熵增原理，任何企业组织管理的政策、体制、文化等因素在运营过程中，都会伴随有效能量的逐步减少、熵值逐渐增加的情况，该原理从本质上说明了企业为什么需要管理。根据耗散结构理论，企业应该建立在一个动态的开放组织系统上，将产生负熵的各种因素引入系统中，如新知识的获取、新技术的开发、新市场的开拓、新制度的执行等，该理论从本质上说明了企业管理的实质和该如何进行管理。
本文从宏观上将熵、耗散结构理论与企业管理相结合，从熵与负熵的角度去思考企业的管理原理，这对于企业管理的理论和实践是有益的。但如何将其理论在管理科学中具体化、系统化，值得我们深入思考。如四川大学任佩瑜教授研究熵、耗散结构对企业文化的作用，对企业组织与决策的作用使我们受益匪浅。我们是否可以将熵、耗散结构理论作为基本原理运用到其它方面，如企业战略管理、生产管理、供应链管理等。其具体工作有待我们进一步开发、创新。