最著名的环路

前几天，凯文·郭(Kevin Kuo)发表了一篇关于菲格玛(Figma)的很棒的文章，阐述了菲格玛的成功是如何建立在其产品和商业模式中的数百个成功循环的基础上的：

这让我想到了循环。循环很重要，它们无处不在。从根本上说，企业都是由它们组成的。很明显，可以说业务是可重复流程的集合；但是，值得进行下一步的详细说明：如果一个流程确实信誉良好，那么它必须是一个循环，因为如果您想要再做一次，您必须在您开始的地方结束。如果您看不到循环，那么要么您不理解该循环，要么它不是真正可重复的。

所以这周看起来是个不错的时间来讨论一个我已经思考了一段时间的关于循环的想法：如果我们想要了解循环是如何工作的，一个有趣的地方可能是热力学。此外，在可以说是科学史上最著名的循环中，可能嵌入了一个重要的(尽管高度抽象的)商业教训：卡诺循环。

直到19世纪，我们对科学、技术和工业的主要思考方式都是以牛顿的经典力学为框架的。当人们想到运动守恒定律和机械力守恒定律时，他们会把它想象成一个水车。水轮将落水的力和动力转化为一种不同的力和动力，一种可以为织布机或工厂提供动力的纺车。我们用这样的机械术语思考了很多自然科学，甚至政治学：世界就像一套联锁的齿轮，将能量和权力从一个地方转移到另一个地方。

然后，范式发生了转变。瓦特蒸汽机(最初建造于1775年)得到了大量采用，我们开始考虑热，热机被用作推动运动和工业的能源。我们建立了一门新的科学，有一个全新的未知领域需要研究：热力学。

如果你回顾一下艺术和文化，你会发现大约在这个时候，我们对世界秩序和逻辑的看法发生了转变。我们抛弃了世界是一台错综复杂的机械机器的想法，就像一个滴答作响的时钟。我们发现了新的图像：世界就像喷出蒸汽的火炉。

机械发动机(如水车)和热机(如蒸汽活塞)之间的共同线索是，它们都一遍又一遍地形成工作的循环循环。该循环必须完成两项工作。首先，它必须对外部世界进行有用的工作。其次，它必须返回到初始状态，才能再次开始循环。“高效”的机器通过这个循环，浪费的能量尽可能少。

1824年，萨迪·卡诺(Sadi Carnot)考虑了这样一个问题：是什么让机器变得高效？造成低效和损失的主要原因是什么？通过应用他那个时代的物理学和一些常识，卡诺推理说，效率低下的机器是运动部件以高速和相反的动量相互碰撞，导致有用能量损失的机器。在卡诺的框架中，效率意味着机器的任何部分都不会与另一个以不同速度移动的部分接触。

卡诺将这一想法更进了一步，他推理说，同样的原理也应该适用于热机，从而实现了科学不朽。热机的动力源是两个蓄水池之间的温差：热的煤炉和凉爽的外界。卡诺计算出，机械发动机部件相互撞击的等价物将是热的和冷的温度水库，它们直接相互接触，并破坏它们的有用能量潜力。

因此，一个理想的热机必须完成一些棘手的事情：从两个物体之间的温差中提取有用的功，同时永远不让它们真正接触对方。要实现这一点，我们需要一个包含两个以上步骤的循环。为什么？一个在热和冷之间来回移动的两步循环必然是低效的，就像一台不断撞击自己的机器一样。除了温度之外，还需要一些其他的量在循环中进行交换。

卡诺解开了这个谜题的前半部分，描述了一个理想的系统(我们现在称之为卡诺发动机)，在这个系统中，活塞中的气体可以随着它的来回运动而膨胀和收缩。当蒸汽在热能蓄水池(如煤炉)和凉爽的外部世界之间交换时，它经历了一个循环的四个步骤。它们中的两个保持恒温，因为气体膨胀并推动(或收缩，因为它被推动)一个做功的活塞。在另外两种情况下，进一步的膨胀或收缩将导致气体冷却或升温，直到它达到与冷(或热)储层相同的温度。这个理论回路引出了从理论上有效地将热微分转换成机械微分的悖论。数学计算出了一个完美的闭合循环。

但卡诺本人实际上并不理解我们如何在现实生活中实现这一点的最重要的部分。这让鲁道夫·克劳修斯(Rudolf Clausius)洞察到了这一点，他专注于卡诺特忽略的系统部分。为了让热机工作，燃料需要燃烧。一些不可逆的事情发生了，即使他的循环是完全保守的。克劳修斯算出了熵的概念：气体中无序的量，有别于温度，与温度不同，与热传递的循环是“垂直的”。

您可以在右侧的图表中看到这一点。气体中的热量和气体中的无序量是不一样的-高效的热机利用了这种差异。第一步和第三步是等熵的：如果你将气体从低温加热到高温，同时对其进行压缩，气体中的熵量将保持不变。(反之相同。)。同时，第二步和第四步是非等温的：在恒温下，随着热气体的膨胀，其无序性增加。

循环是守恒的：每次循环都会回到起始点。然而，一些不可逆转的事情发生了：当我们燃烧燃料来产生热量时，熵增加了。卡诺在没有意识到的情况下阐述了热机的秘密，那就是它们在膨胀的气体中捕捉到熵的增加，然后再将熵倾倒给外部世界。我们有一个四步循环：除了“热入”(1)和“热出”(3)之外，我们还有两个新步骤：“乱入”(2)和“乱出”(4)。

在现实生活中，你永远不会在野外遇到卡诺发动机，因为实际的热机有两个重要的不同之处：首先，它们必须处理机械现实，如固定体积。(在你的汽车发动机中，热力学奥托循环有点像卡诺循环，侧转90度，体积固定，而不是温度。)。其次，它们反映了熵不断被创造和倾倒在外部世界的现实，而卡诺循环实际上并没有承认这一点。

尽管如此，这里还是有一个深刻的想法。“无序”与“效率”并不矛盾。一种实际上需要另一种：无序的扩张和收缩是有效循环的重要组成部分。

这让我想到了商业循环，就像凯文在Figma和其他成功的产品中谈到的那种。(或者，也可以是在公司内部持续运行的内部循环。尤金·魏(Eugene魏)曾向我描述这些是“昼夜节律”，从那以后，这个概念一直伴随着我。)。

在我看来，所有循环都应该尝试遵守三个简单的属性，这似乎是合理的：

它们在同一个地方开始和结束。如果它们不是，它们就不会是循环。所有循环都会生成有用的工作输出，但也需要不同的工作作为输入，因此您可以回到开始的地方。

它们通过不同的“势能”传递。如果他们不这样做，那么他们就不能完成任何有用的工作。这里的势能可以是任何你喜欢的意思：资源、动机、注意力、投入的努力等等。

他们承认造成了混乱。如果他们不这么做，那他们就是在自欺欺人。

我们可以试着把它抽出来，就好像它是个热机一样。我不会太费心去忠实地解释每一个轴，但我会用“高和低势能”来代替热机中的“高和低温度”-无论我们贡献的是什么，比如优先级、资源或人力，都会推动有用的工作作为输出。此外，我们的等价物Volume来回移动(就像我们热机中的活塞)被替换为“将功从系统中取出”(如活塞膨胀)和“将功放回系统”(收缩)。

我知道这很抽象，但我认为这里表达了几个重要的想法。首先，它承认有两种方法可以使工作脱离循环。第一个是花掉势能，这并不令人惊讶。但第二个是让混乱加剧。不是永远的；理想情况下只在你想象的热机控制的情况下。如果你让混乱顺其自然，你可以完成很多工作。你过会儿得还钱，不过会管用的。

在实践中，这两种方法都可以让您从循环中获得工作。当然，为了回到你开始的地方，你最终必须清除这种障碍。您需要清理该代码库，并处理您积累的管理债务。或者在一个较小规模的循环中，你必须限制你在其他地方打开的一系列可能性。

这里的第二个洞察力是，如果你允许无序的潮起潮落，你的回路可以更有效地在高势能状态和低势能状态之间传递。我从高产出管理的安迪·格罗夫(Andy Grove)的观点来考虑这一点，“让混乱占上风，然后控制混乱。”把这个建议看作是垂直发生的，但是跨越相同的循环，就像是投资，然后收获时间和资源，这是很有用的。

如果你不考虑这种无序的起伏，你将会在你的循环中失去很多效率，尽管你可能看不到它。你会迫使回路的高势能部分与低势能部分直接接触，这样会破坏回路的效率。要想象为什么你在实践中可能不想要这样，请用资源充足和资源不足、士气高涨和士气低落、高度关注和低关注，或者任何数量的间断来取代高势能和低势能。

我会更多地考虑这一点，我需要填补这个想法中的很多空白，但我确实认为他们在这一点上是正确的。

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