走近热力学，运用熵原理——对管理科学的思考，本文主要内容关键词为：热力学论文,管理科学论文,原理论文，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。
问：管理学经典、名著不少，但读完之后，要问问什么是管理学原理，总多少有些茫然；说清楚，似乎又不清楚，说不清楚，还真是难得说清楚，这是何故？
答：出现这种情况，大致系如下原因：
一是管理学学派很多，在所有管理学著作中都是逐一介绍；每个学派都有自己的说法，即使采用相同的语言和用词，含义也并非都相同；有多少学派，就有多少原理，当然就会让人感到无所适从。
二是各个学派所阐述的原理，都是采用规定性的，或者叫规范性的叙述方式，边界条件没有、或者边界条件无法界定得很清楚，这和自然科学中对原理阐述的情况很不一样；因此，原理运用起来，就无法让人感到用得踏实！
三是仅管管理学原理很多，却至今未形成基本原理。没有基本原理，学科就缺少根本，既然根本都不清楚，自然各学派就可自持一说，又何能让人从中正确分辨、选择、理解和运用呢？
问：刚才提到的“边界条件没有、或者边界条件无法界定得很清楚”，可否说得清楚些？
答：管理系统不同于其它系统、最根本最显著的一点，就是包含有人。人，理所当然的要成为管理的中心。在有的管理理论中，把管理系统作出社会系统和技术系统区分。所谓社会系统，是管理系统中由人组成的系统。我们对两个管理系统作出比较，说其技术系统相同，得到这个结论并不会太困难，但要说社会系统相同，那怕人员组成和结构完全相同，都难以论定。也就是说，完全相同的管理系统其实是不可能有的。就社会系统来说，心理作用、环境因素、人文背景等，其多样性、复杂性和交叉性，使往往要作出：什么是，什么不是，什么时候是，什么时候不是，属于社会系统本身？或是系统外界？实在是太不容易了。我们所说的边界条件没有，或无法界定得很清楚，主要就是从这个角度来讲。
从另一个角度讲，若考虑到管理系统存在的外部环境和条件，则管理系统之间的差异性就更大，可许多管理理论的形成，均来自公司经理、厂长等自身的实践和探索，即使不去顾及他们个人的素质和学识水平，又如何能说，它们一定都具有普适性呢？即使期望能如此，又如何可以不去把系统本身及外部环境和条件界定清楚，叙说明白，以便让人全面认识、理解和运用呢？
问：你在上面反复强调管理系统个体性很强，难道就没有共同性的东西吗？
答：那当然不是！我们只从最基本的系统特征讲：
（1）管理系统都包含有人，人的组合，不具有随意性； 人应成为管理系统的中心。
（2）管理系统有其存在的时空域。空间域是指它应是有界的， 存在着周边环境和条件（尽管常常是难得界定清楚）；时间域，是指系统有属于它自己的起始和终止的时间，它和系统关联在一起，而不是与其无关联的一个参量。管理系统的时间是不对称的，呈单向性。
（3）管理系统从开始形成起，就是个有序或比较有序的系统， 它包括人员结构、组织结构、技术结构、功能结构等等的有序。即使需要时间去逐步完善有序的话，也必需是：①需完善的不够有序的部份，不致影响到对整个系统仍可作为有序系统的评估；②完善所需的时间，与管理系统存在的时间相比是短的，而且短得很多。
（4）管理过程，无论是对人，还是对物，都是动态的， 而且显著的呈现着不可逆性。
（5）理想的管理系统，应有线性的非平衡状态和稳定性。
至于管理系统作为系统存在，具有系统的普遍特征，在此就不作繁列了。
问：如此来谈管理系统共同性的东西，这与很少在管理学的论著中可读到的有关系统的论述也有很大不同。这是否意味着，应该特别注重从整体的角度来看待和研究管理系统的问题？
答：当然是这样，因为只有共同性的东西，才有可能反映出的是更为本质的属性。而管理系统个体性又如此之强，那么要找到它们之间共同性的东西，自然应从系统所具有的最基本特征出发。而现有的管理理论和管理的研究思想，显然并未作到这一点。
不过，我们这样作的更深一层的意义是，为了实现普里高津（I.Prigogine ）就热力学第二定律的出现曾说过的：我们的兴趣正从“实体”转变到“关系”。普里高津这儿所说的“实体”，是指在牛顿力学中作为对象研究的孤立体，“关系”则是指在热力学中，系统的微观分布与宏观状态及其变化的对应，其间有着从决定论思想到不确定论思想一种非常深刻的跨越。
我们确实需要有一种突破，在研究思想上和研究方法上！若继续沿袭过去，只会导致曾为孔茨（Harold kontz）教授所指示的，管理理论丛林越衍越烈。
问：依照上面所说，恐怕从整体的角度来看待和研究管理系统的问题，并非是指仅仅停留在把整个系统作为研究对象这一点？
答：是这样的！若是只停留在这一点上，管理科学已有自己的系统理论， 如强调协作和建立协作系统的以切·巴纳德（Chester ·J ·Barnard）为代表的社会系统理论学派， 强调从整体的角度来管理和考察企业的以卡斯特（F·E·Kast），罗森茨韦克（J·E·Rosenzweig）为代表的系统管理学派。系统科学家在管理学科中也作了许多有益的工作。但所有这一切，依个人所见，无非是印证了孔茨教授总结出的一句话：管理工作需要有一个系统方法。
问：是不是可以这样说，这儿其实着意强调的是，要从研究管理系统（而不管它是什么样的管理系统）具有的最本质特征开始，上面对管理系统所提出的五点，就是这种体现。
答：我们确实需要这样。对管理系统所提出的五点，既含有作为真实系统（它是非数学的，时间属性明显的系统）都存在的最本质特征，如：有存在的时空域；过程都是动态的，有不可逆性。也有管理系统（它当然也是真实系统）特有的最本质特征，如：人是系统的成员，并为系统的中心；系统的有序性特点；系统的线性非平衡状态的定位。
问：人们对系统作出理性和成熟的研究，应该说是从研究热力学系统开始。它发现了熵，并用熵增大于等于零这个不等式，来表述系统状态变化的必然走势，它就是充分体显出不可逆性的热力学第二定律。不可逆性，被普里高津认定在自然界中起着根本性的作用，是否可认为，它对管理科学的研究也会产生深刻的影响？
答：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。
人们不难发现，这种不可逆现象，并不为热力学系统所独有；如管理系统，它存在的不可逆性，同样表现出与热力学系统相类似的性质。若考虑到混乱、无序和对物质、能量的无用耗散，恰恰与管理的初衷完全相背，那我们就无法不对不可逆性格外重视。
不可逆性，应该是一切真实系统都存在有的最具本质的特征！从这个角度讲，在热力学系统中，用来描述与揭示不可逆性性质的熵，显然，也应存在于其它真实系统之中，包括管理系统。
问：我们已在做着社会科学与自然科学的结合，它是否意味着在走近热力学？
答：八十年代以来，随着控制论、信息论、系统论、耗散结构理论、突变论和协同学在管理科学中的运用，无疑对管理科学的研究思想和研究方法也有着深刻的影响。但这种融入和结合，也并非总是如人所愿。
以系统论的运用为例，它有着太多生物科学观点的印痕，既不全面，有的也失根本；
以耗散结构理论为例，它是存在的唯一宏观时空有序原理，对于与序有着格外亲缘的管理科学来说，原该会引起很大的兴趣。但由于管理系统自身，只能仿效生命系统定位在线性非平衡状态，而普里高津的耗散结构理论，却是非线性的非平衡理论，通常意义下的管理系统就不存在运用的条件。
我们确实认为应该走近热力学，原因是：管理系统和热力学系统，从系统角度来说，有着太多的相像，如成员数的大量性（仅管数量级差别很大）、不确定性和不可逆性等等，它决定了系统与系统之间可以相通。
理想的热力学系统，可以视为系统中最简单、最基本的系统。那么，它所具有的性质，无疑也就体现出简单性和基本性，它会包含在一切复杂系统（也包括管理系统）的性质之中，并成为其基础，正如机械运动成为一切复杂运动的基础一样，经典力学建立的规律和原理，在最复杂的力学现象中，同样得到遵守一样。
我们走近热力学，还因为热力学系统是第一个被科学家从整体角度、放弃传统的决定论研究思想，把不确定性、偶然性和随机性作为研究重点的系统；这种研究思想的转变，不但使系统成为熵和熵理论的发源之地，而且在平衡态和线性非平衡态领域，已建立起完善的学科理论，可以为我们所借鉴。
问：我们可以借鉴那些热力学理论呢？
答：简单些说，我们将特别看重：
熵增加原理（△S≥0，或diS≥0）
diSdp
最小熵产生原理（p＝─，─≤0）
dtdt
若考虑到信息理论中的最大信息熵原理，我们觉得，这三个原理，将构成解决管理科学基本理论问题的理论框架。
问：你所指的管理科学的基本理论问题是什么？
答：一是至今没有形成的学科基本原理；
二是几乎不曾被人提及的管理系统的稳定性问题；
这两个问题的重要性是不言而喻的，正因为没有学科的基本原理，管理理论的丛林才会越衍越烈；管理系统失去稳定性，就意味着管理的彻底失败。
问：结合对以上理论问题的解决，可以谈得更具体、更详细些吗？
答：我们既然要借鉴热力学相关理论来解决管理科学的基本问题，当然首先得定义出管理系统的熵（简称为管理熵）。作为熵来说，至今只有热力学熵、统计物理熵、信息熵为人们所公认；所以定义管理熵属熵的泛化。但科学界对熵泛化的准则，尚未形成定论。我们是根据管理系统状态变化和热力学系统状态变化的相似性，根据统计物理熵对熵本质微观机理的揭示，根据信息熵被学者推崇为熵泛化的基础，认定管理熵是存在的，并有着和热力学熵大多相同的性质，如：成为系统混乱度和无序度的度量，可以成为管理系统时间之矢。
前面说过，不可逆性是存在于真实系统最具普遍意义的本质特征；这种不可逆性，在热力学中，是由熵增加原理来描述它的。
由于我们对管理系统所作的定位是：
系统形成之后，就是个有序或比较有序的系统；
是个开放的，处在线性非平衡态的系统；
根据热力学理论，作这种定位的系统，根本不可能出现有序化结构；熵增加原理表明，系统自身的熵将不可避免地增加，系统初时具有的有序或比较有序，非但不可能保持，反会受到越来越大的破坏，物质和能量也会遭到越来越多的无用耗散，直至系统到达最大熵时的最无序状态。
需要指出的是，熵增加原理所揭示的，与系统具有的初始条件，初始状态毫无关系，也不需要任何条件，在系统未进入到平衡态之前，熵不断增加是必然会发生的。
由上可以看出，正是系统受制于熵增加原理这种原因，才需要管理存在。
为了在管理系统存在的时空域内，能最大限度地避免高熵无序情况的出现，我们可作的只有：
让系统自身熵增加的增幅，即熵产生保持最小，使系统在其所在时空域内，尽管熵在不断增加，但因增幅不大，仍可维持在一个低熵有序状态；
让系统有引入负熵流的机制，通过负熵流的引入，降低系统的总熵值。
（信息有着负熵效应，对管理系统而言，负熵流主要是指信息流）
由于熵产生之后不会自行消失，所谓降低系统的总熵值，也只是将系统有的熵移置到了系统之外，从这个角度讲，我们尤其要注重让系统自身的熵产生最小。
热力学理论表明，只要满足某些条件，处在线性非平衡态的系统，将有最小熵产生原理存在，它是被普里高津证明的。
系统处在线性非平衡态，在热力学中是这样判定的：系统的不可逆过程为（物质或能量）扩散型，非（化学）反应型；参与熵产生的热力学力与热力学流（流是因力而产生），二者之间的关系（称作唯象关系）满足线性条件，其系数（称作唯象系数）与热力学力无关或关系很小。
当系统同时存在着不止一个不可逆过程时，对唯象系数有强加的限制，除满足Onsager倒易关系外，还必须为常数。
在满足上述条件时，最小熵产生原理成立，它的表达式为：
dp
dis
─≤0；p＝─≥0
dt
dt
P：熵产生；dis：系统熵改变量
需要特别指出的是，处在线性非平衡态的系统，最小熵产生原理成立时，不但保证了系统自身熵只有最小的产出，同时还被证明，最小熵可作为判定系统处在稳定性状态的李雅普诺夫函数，也就是说，有最小熵产生原理成立的线性非平衡态系统，也一定是稳定的。
问：如此说来，是不是可以这样讲，由熵增加原理，从本质上阐明了为什么需要管理，由最小熵产生原理，又从本质上回答了管理的实质和应如何进行管理。这都属于基本原理范畴！
答：确实是如此，由于我们走近热力学，运用熵原理，就使我们有了可能，从理论上去解决管理科学存在着的这两大基本问题：管理科学基本原理的建立，和管理系统稳定性存在的判据。
我们坚信自然科学和其它科学间有着相通性，也赞赏爱因斯坦所说：“熵理论对于整个自然科学来说是第一法则”。重要的是它是深刻地揭示了物质世界的演化规律。
本文所作的仅仅是为解决管理科学基本问题和基本理论问题，提出了一个理论框架，真正让其在管理科学中具体化、系统化，如何和现有的管理科学学科理论及实际问题结合起来，会有许多工作要做，本文都不去论及了，有待日后再作讨论。