崇拜高能量消耗的神话,不过是人类固有
编者按:
日本要将核废水排入大海;特斯拉负面事件层出不穷。这两者背后一个是核能,一个是新能源。都是人类必将前往的所在。
虽然我们对日本口诛笔伐,对特斯拉的傲慢义愤填膺,但是不可否认的是,人类根本没有退路,只能坦然地拥抱核能和新能源车,这两者是人类的未来。
世界是在不断发展的,人类所获取的能量来源也是,或者说,能量来源的不断进化,也造就了人类文明的进化。
人类从茹毛饮水的野人,开始使用火种;从人力畜力的马车夫,开始使用煤炭动能的蒸汽火车;又从煤炭走向了石油带来的海陆空交通器械的大幅度变化;然后电能让千家万户使用家电,让人类走向城市文明……
现在,随着人类对环境的重视,清洁能源大势所趋,于是核能和新能源也将要成为人类主要的能量来源,这一点不可逆转。
人类只能往前走,没有回头路,回头是石油的枯竭和日益严重的污染。
年,乔治·奥威尔(GeorgeOrwell)在参观地下煤矿后,写了下面这段话:
在西方世界的新陈代谢中,煤矿工人的重要性仅次于犁地的农夫。在某种程度上,煤矿工人们就像是女像柱,肩上扛起了脏兮兮的煤,却支撑着这个光鲜的世界。
人类对能量的使用极大的改变了农业、工业、运输、居住、战争以及地球的环境,也改变了全球史的进程。
全球能源资源的紧张,让不少资源丰富的地区也成了各方角力的舞台。
对于能源进口和出口国家来说,能源价格、燃料和电力的交易以及能源供应安全都已成为重要的政治因素,对于严重依赖碳氢化合物出口的经济体而言,无论是高油价还是低油价都将对国家发展产生重大的影响。
人类社会数千年,如何生产与使用能量始终是人类所要面临与解决的最大主题。
能量——不仅是人类发展的重要主题,更影响着人类未来的命运。
在众多科幻大片中,我们也不难发现在电影所构建的未来社会中——空气、水资源、甚至是光照都有可能是珍贵的资源。
尽管在科幻片中,人类移居别的星球已经变成轻而易举就能办到的事情,而能量的使用与发现却成为了人类无法回避的重要难题。
《苍穹浩瀚》剧照
《星际穿越》剧照
科普作家卓可曾言,“.....试图从思想和主义的角度理解文明,但实际上,那些都是被修饰过无数次的说辞。
想要拨开各种迷雾,就要从资源、武器、人口上入手。而这三要素都是由能量转换效率、获取能量的成本决定的。”
如果我们俯瞰人类文明的历史,有这样一个重要、却被人忽视的视角:即能量与文明的关系。
加拿大历史学家、科学家瓦茨拉夫斯米尔能量研究重磅之作《能量与文明》的开篇语振聋发聩地指出了人类文明发展的本质:
“能量是唯一的通用货币。”
能量——有诸多形式,它贯穿于宇宙运行、文明演进、社会建构、产业创新之中。人类依靠能量转化来生存,且依靠更多能量流动来发展文明。
一本“无所不包”的大书
比尔盖茨年度书单图书
[加]瓦茨拉夫·斯米尔著后浪丨九州出版社
在广阔宇宙中,从星系的巨大旋转到恒星的热核反应都是能量转化的表现。
在地球上,能量转化的表现类型也不一致,大到分开洋底、抬升山脉、改变板块构造的成土力,小到微小雨滴的累积侵蚀。
直立行走让人类产生了第一次革命性的进化。从能量的角度来看,直立行走解放了人的双臂,使他们能够携带武器,并且有助于提高手的灵活性和工具的使用——最为直接的优势是,人类行走消耗的能量比黑猩猩使用四足和两足行走消耗的能量少75%,这使得人类可以将大部分精力都花在繁殖、进食和确保安全上。
电影《太空漫游》
如果没有直立行走,在工具制造和使用过程中,就不可能使用躯干作为杠杆来加速手的运动。
而从远古来到现代社会,人类对化石燃料的利用让历史开启了一个新纪元,并对人类的农业、工业、交通运输、战争与武器、信息与通讯、经济、政治、城市化、生活质量和环境等方方面面产生了深远影响。
我们不妨肯定地说:“每一次能量流动,文化机制都随之得到一次改进。”
没有对能量的使用,就没有人类的文明。
什么是能量?
正如《能量与文明》一书所述——
除了“能量”(energy)一词之外,应该没有任何其他词汇能够与我们对经验的理解达到这种程度的契合。
如果我们能用单一的概念来表述那种适用于我们生活的一切要素的东西,然后又能精准地把握住它,那么「能量」一词正是人类所能找到的一种高效而有力的方式。
能量表现出多种形式,这些形式各异的能量通过多种转化联系起来,其中许多转化是普遍的、无处不在的、不间断的,另一些则是高度局部化的、罕见的、短暂的。
对能量的储存、潜藏和转化的解释在19世纪得到了迅速的拓展和系统化。
相比于理解光合作用的运行原理,人类其实更早地理解了如何释放核能。
《能量与文明》插图能量转化矩阵存在多种可能的情况下,则展示两种最主要的转化方式。
从根本上说,一切地球文明社会都是依赖太阳辐射的太阳能社会。
太阳辐射为适宜居住的整个生物圈提供能量,并为我们提供了所需的食物、动物饲料和木材。
如果离开了将太阳能转化为植物量的光合作用,地球上的生命将不可能存在。
前工业社会直接或间接地利用了太阳能量。人们直接利用太阳幅射的形式是入射辐射(即日照),每座房子都是一个太阳能房,被太阳加热;耕种作物,栽培树木(无论是为了获取水果、坚果、油料、木材还是燃料),收获天然的木本、草本和水生植物,将风和流水转换成有用的机械能则是太阳能量的间接利用方式。
风和水的流动几乎是太阳辐射的直接转变:地球表面因受热不均而迅速产生大气压力梯度,蒸发和蒸散作用持续推动着全球水循环。
电影《太空漫游》剧照
太阳辐射被转化为食物、饲料,以及转化时间从几天(动物粪便)到几个月(农作物残渣通常需要90—天)不等的生物质燃料。
化石燃料也源于对太阳辐射的转化:泥炭和煤由败亡的植物(植物量)缓慢变化而来,碳氢化合物则来自海洋与湖泊中的单细胞浮游植物、浮游动物(主要是有孔虫)以及一些藻类、无脊椎动物和鱼类,其转变过程更为复杂。压力和温度主导了这些转变过程。
正如热力学定律一样根本,能量并非生物圈进化的唯一决定因素,也不是生命(尤其是人类行为)的唯一决定因素:不可避免地,进化是一个熵增的过程;但同时,也有一些物质投入是无法替代、无法循环利用的。
如果没有足够的必需元素来支撑生物化学转化过程,一个弥漫着辐射的地球是无法支持碳基生命存在的。
《瑞克和莫蒂》剧照
人类文明的进程,离不开对于能量的利用。我们可以想象这样的一个场景:
年,一名工程师操作一台1MW蒸汽动力的燃煤火车头拉着列车以km/h的速度行驶—这已是手动加煤所能表现出的最好性能了。
而到了年,飞行员驾驶波音在11km的高空飞过跨越大陆的航线。
他可以在很大一部分旅程中选择自动模式。在4个燃气轮机输出的MW功率的力量推动下,飞机以km/h的速度飞行(Smila)。
我们可以说,没有任何变化能像工业化过程那样塑造现代社会;
也没有任何新的发展能像大型交通革命、信息集中能力的极大提高和以史无前例的频率与密度进行沟通那样,在极大程度上促成了互相依存的全球文明的产生。
而能量——正是我们了解所生活的世界及与之互动的社会发展的一把金钥匙。
能量与权力
20世纪70年代初,著名系统生态学家霍华德·奥德姆曾这样说道:
“可获取的能量总量决定了可实现的作业活动总量,而一个人对这些能量流动的掌控决定了其在人类事务上的权力以及对自然的相对影响力。”
在《能量与文明》一书中,作者十分犀利地指出了隐藏在现代文明背后一个巨大而隐形的偏见:
在复杂的现代人类社会,能量使用显然更多是出于欲望和炫耀的目的,而不仅仅是为了满足物质需求。
一个社会能够利用的能量规模明显会给这个社会的活动范围划定清晰的界限,却几乎无法告诉我们这个社会中人群的基本经济情况或精神状况。
《能量与文明》是比尔·盖茨年度书单
主要燃料和原动力是塑造社会的最重要因素,它们虽然不能构成确定社会成功或失败的细节。
但当人们研究能量与文明的平衡关系时,这一点尤为明显。
现代社会经济增长更快,因此能量使用量也不断增加,达到了无可置疑的理想水平。
人们往往认为,高能量使用等同于高水平的文明的观念。
而《能量与文明》却通过俯视人类的文明史,告诉我们如何如何客观地衡量一个地区、一个时代的文明水平。
原版书收获众多高分好评
作者瓦茨拉夫斯米尔教授通过详尽的能量数据,向我们展示了尽管经济增长和能量使用的增长,但它们只应被视为确保更好生活质量的手段之一。
“更好的生活质量”这一概念不仅包括基本生理需求的满足(健康、营养),还包括人类智力的发展(从基础教育到个人自由),这一概念从本质上说是多面的,不能被一个单一的代表性指标来概括。
崇拜“高能量消耗”的神话,可能不过是人类固有的偏见。
《能量与文明》插图能量供给(人均油当量,以千克计)年各国的人均能量消耗量和人类发展指数
在《能量与文明》一书中,作者调查了世界各国的人均能量消耗量与人类发展指数之间的关系。
从这些数据上来看,我们不难发现美国虽然能量消耗高,生活质量指标却较低——不仅与欧盟发达国家或日本(人均能量使用量只有美国的一半)相比更低,甚至和许多中等能量消耗国相比也是如此。
年,美国新生儿在出生一年内的死亡率为6.6‰,世界排名31,新生儿死亡率不仅高于法国(3.8‰)、德国(3.5‰)和日本(2.6‰),甚至比希腊都高了一倍多(CDC)。
更糟的是,年美国的人口平均预期寿命全球排名36,两性的人均预期寿命为79.8岁,仅比卡斯特罗治下的古巴(79.4岁)高一点,落后于希腊、葡萄牙和韩国(WHOa)。
比尔·盖茨与本书作者対谈
在经济合作与发展组织(OECD)国家,学生的教育成就通过国际学生评估项目来定期评估,最新的结果显示,美国15岁年龄段的学生PISA排名低于俄罗斯、斯洛伐克和西班牙,更是被德国、加拿大和日本的青少年远远甩在后面(PISA)。
没有任何迹象显示,美国的高能量消耗对教育成就产生了任何有益影响。
除了能量与教育的关系,《能量与文明》一书还指出了高能量消耗的现代出行工具背后一个残酷的事实:
20世纪70年代初美国汽车旅行的平均速度不到8km/h(Illich)。同时,随着拥堵增多,到21世纪初,这个速度不高于5km/h,相当于年以前马拉公共汽车或简单步行所达到的速度。
尽管人们普遍更喜欢使用更耗能但更快捷的私家车,而非公共交通。冰箱(避免每天购买食物)、电热和燃气炉灶、微波炉和食物料理机(简化、加快食品的烹饪或加热过程)和集中产热(避免反复点火和反复储存燃料)。
《能量与文明》提醒我们,在这一系列的过程中有一个基本事实并未改变:所有这些明显且令人印象深刻的历史趋势,虽然标志着新能量的崛起、新的优越性能和效率的提升,但并不意味着人类使用能量的方式始终趋于理性。
人们常以浪费的方式使用燃料、电和更轻、更可靠、更灵活和更高效的转换设备,造成环境问题,——而唯一的正向反馈,或许只是仅仅为了产生短暂的个人满足感。
能量与世界史
作为唯一能够系统地利用体外能量的物种——人类利用能量开发智力、制作种类丰富的器具。
从最简单的工具,到现代最先进的内燃机和核反应堆。从新工具帮助人类控制和驯养动物,建造更为复杂的体力驱动的器械,以及把风能和水能的一小部分转化为有用动力。这些新的原动机使得人类能够掌握的动力得成倍增加。
可以说,自人类文明露出曙光之时,就伴随了人类对能量的利用。
电影《太空漫游》
《能量与文明》一书中,作者斯米尔组织了大量的新材料,对人类社会的发展与能量的利用之间关系的重要历史作了全面解读。
这些资料汇集了过去二十年中人们在能量研究方面取得的最新成果。并以跨学科的研究范式,向我们提供了全景式俯瞰人类文明进程的独特视角。
当人类开足马力一路奔进AI社会,《能量与文明》一书恰如一剂清醒剂,让我们重新展望人类的文明如何发展至今,又将向何处去。
在这本书中,作者提醒我们:尽管能量极大的改变了人类社会,但它同样以惊人的破坏性力量造成了一次次不可挽回的灾难。
“当更充满能量的过程和形式进入一个社会时,对它们的控制就会不成比例地集中在少数人手中。因此越来越少的独立决策要对越来越大的能量释放负起责任。”
但当这些集中控制被一个决定以侵略性和破坏性方式使用它们的个体完全掌握,就会出现更大的危险。
这些人的错误决策可能给人类造成巨大的痛苦、劳动力和资源的巨大浪费、环境破坏以及文化遗产的毁灭。
切尔诺贝利事故
日本福岛核事故
现代社会对持续、可靠且廉价的化石燃料和电力供应的依赖,已引起国内外众多政治
转载请注明:http://www.abuoumao.com/hyfz/3871.html