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人类史就是一部能量史

人类史就是一部能量史,人类文明发展的核心是不断掌握能量密度更大的能源。能源消耗量直接决定了社会的富裕程度,也决定了人们的生活方式。只有当人类活动所创造的能量是他每天所消耗能量的两倍以上,才有可能制作日用品、修建房屋,驯养动物,然后社会才能进一步发展,否则只能勉强维持生存和繁衍后代。技术的进步让人类能够更有效的获取能量,更多的能量让人类能够进一步发展技术。

一、原始社会  

在原始社会,人类的能量主要来自草木。阳光通过植物的光合作用形成有机物,从太阳能变成生物能,然后能量通过食物链传递,人类通过采集、捕猎和摄取食物来获取能量。同时,火也是对草木燃料的一种利用,让人类能通过另一种方式获得能量。想想在冰河时期的洞穴里,一碗热乎乎的肉汤比一块生肉能给原始人更多的暖意。除了开源,还有节流,人类通过修建居所和穿衣服来保存身体热量,这让人类可以区别于其他动物在不同温度的环境下适应生存,这让人类的足迹遍布世界各地,比小强还顽强。但通过采集和捕猎的方式获得的社会总能量有限,只能供养小部分人口,社会组织形态非常初级,以部落为单位。无论是在《冰河时代》还是《疯狂原始人》,可以看到,动画里面的动物比人还多。

二、农业社会 

到了农耕时代,人类主要通过耕种粮食来获得能量,由于粮食作物的能量转化率更高,能获得的能量总量增加了,可以供养更多的人口。温暖的美索不达米亚和尼罗河下游最早出现文明,是因为当时那里的人们最早驯化了小麦等粮食作物,人均创造的能量已经达到所消耗能量的4-5倍,社会可以供养一部分不再需要从事生产可以只思考或放空的闲散人员。在农业时代,主要的科技成就都是围绕着提高农业生产的总量取得的,比如数学、天文、水利、冶金等。社会总能量比原始社会大幅度增长,社会形态所有升级,从城邦到国家,专业分工不断细化。

农业社会的核心是土地。土地是能量转换的主要场所,是农业社会最核心的生产资料。中国的历史是一部土地史,春秋向战国的演变、汉朝两晋豪族的兴起、农民起义的口号、历次变法的核心等等,都和土地有密不可分的关系。中国的文化也是一个关于土地的文化,多子多孙、落叶归根、天人合一和自给自足等文化特点,也都带有明显的土地色彩。我几位做投资的朋友,他们就一直琢磨着如何在小区里能找块地种点菜,可见小农思想是根深蒂固的刻在我们骨子里的。农业社会第二重要的生产资料就是人口,这是由当时人力提供了绝大部分的动力来源所决定的。开枝散叶、养儿防老,这就是古人最朴素也最实用的生存之道。

地理决定气候,通过温度和降雨两大因素来影响植被,并进一步影响能量转化。400毫米等降水量线将农耕文明和草原文明划分开来,从自然界获取直接能量来源的区别(粮食和牛羊肉),形成了各自不同的生产方式、生产关系、组织结构、社会形态、文化和生活方式等。由于农业靠天吃饭,气候的变化直接决定土地所能获取的能量总量的变化,并影响粮食的产量或牧草的丰茂,然后进一步传到给人类社会,塑造了人类历史。中国的历史是农耕文明和草原文明、高原文明、海洋文明不断交互的过程,在这个过程中,气候变化导致不同文明力量此消彼长,影响了历史的走向和进程。除了大家都比较熟知的明朝末年碰上小冰期以外,青藏高原上的吐蕃王朝的兴衰也是很典型的例子。当年吐蕃王朝强大到大唐帝国都难以招架,只能通过和亲的方式维持和平。吐蕃王朝兴起的本质原因,是当时青藏高原降雨增多气候变暖导致这片土地能获得的能量大幅上升,可承载人口达到历史最高峰。吐蕃王朝开始于公元618年,于842年灭亡,这和历史的气候变化刚好吻合。唐朝是中国历史上比较温暖的时期,根据历史的记载,公元650、669和678年的冬天,西安无冰无雪。而当唐末气温下降,青藏高原可获得的能量减少,残酷的存量博弈导致了王朝的瓦解。

土地承载的人口是有限度的,人口很容易就碰到天花板,中国在相当长时间里都陷入马尔萨斯陷阱。在农耕文明时期,中国人均收入在长达2000年的时间里没有本质的变化。虽然中间通过生产工具的升级(青铜到铁器)、生产方式的升级(垄耕)和粮食的升级(美洲高产作物的引进)部分的增加了能量上限和人口上限,但无法实现量级上的提升。

三、工业社会

工业社会的核心是化石燃料,化石燃料的燃烧热值高,能量密度比草木燃料高出4个数量级。化石燃料的利用,提高了人类可利用的能量总量,使得人类能够控制和利用的能量呈数量级增加,这是人类社会目前庞大的人口总量、海量的商品、复杂的社会组织形态和庞杂的社会分工等等一切的基础。化石燃料尤其是石油是工业社会最核心的生产资料,中东为什么战火纷飞?匹夫无罪,怀璧其罪。

工业革命的本质是一次动力的革命,采用机械动力取代人力和畜力制造商品和交通运输。工业革命解决了动力问题,工人所提供的不再是简单的劳力,而是技能,在机器的帮助下,一个人能抵得上过去几十个人,使得生产效率急剧增加。

虽然人类仍然主要通过耕种粮食来获得食物能量,但这时候技术的重要性超过了天气,工业时代的产物化肥、农药等大幅度提高了单位面积的食物产出量,使得可供养的人口大幅增加。在利用化石燃料的几百年里,世界人口从1700年的6亿左右增长到了2019年75亿。城市可承载的最大人口规模从农耕时代的100万人增加到今天的3000万人。可以说,过去几百年经济的快速成长是化石燃料驱动的结果。

但这种增量到头了,人类文明目前的生产力水平和可掌控的能源总量只能支持人类社会发展到这个阶段。从21世纪开始,全球人均电力消耗年增长只有1.1%,人类开始进入到存量博弈阶段。你吃的牛排它所消耗的粮食能喂饱一大群人,想想还是蛮残酷的。从做大蛋糕到抢蛋糕,世界范围内的社会矛盾就开始加剧。比如被誉为南美唯一发达国家智利竟然因为地铁票价上调3毛钱而出现了全国范围内的动乱,另外笔者的一个同事刚好来自西班牙的加泰罗尼亚,她说他们家乡很多人也只是想通过抗议来争取更多的社会福利和税收留存。在未来的30-40年内,国家冲突、分离主义、种族矛盾等会愈演愈烈,大家要做好提前的心里准备,二战后的长期和平时期可能就要结束了。

四、原子能社会

人类社会的出路在哪里?那就是掌握更高级的能源,获得更高级别的能源总量,这样才能做大蛋糕。太阳能、风能、地热能等能源虽然清洁,但能量密度比化石燃料低2个数量级,它们不是未来主要的能源方向。其实爱因斯坦早在1905年就指明了人类可以获得的最大的能量所在,即将物质转化成能量,核聚变和核裂变都是这个原理。

可控核聚变标志着人类文明水平将达到一个新的高度,到时很多现在的问题都能迎刃而解。比如水资源稀缺的问题,当可控核聚变之后能源价格足够低,人类可以直接淡化海水或被污染的河水,解决饮水问题;比如粮食危机,到时可以直接在蔬菜工厂里用营养液和人工光照来规模化培养粮食作物,粮食价格足够低,二师兄的价格也会变得很便宜。比如交通拥堵,电动车每公里的价格也可以大幅下调,人们不再需要自持车辆,解决了交通问题和环保问题。

此外,人类将迈入太空时代。目前采用化石能量推进的火箭最多把人送到火星附近的距离,不可能完成飞出太阳系的使命。如果人类能够可控核聚变,就有希望飞出太阳系,进行星际旅行,到时人类就又从存量博弈进入到增量开拓,中美还吵啥架呢,大家一起联手去征服宇宙啊。

但可控核聚变的技术成熟起码还得30-40年啊,放在人类历史中并不长,但这基本上就是我们这代人生命中的大部分时间了。对于相关的科研人员,希望你们加把劲尽量缩短这个时间;对于我们普通大众,了解这个时代的边界,可以少一些幻想;最好就是该运动的运动,该睡觉的睡觉,该看病的看病,争取多活几年,亲眼看看星辰大海时代的到来。

参考资料:

《文明的度量》,伊恩.莫里斯

《枪炮、病菌与钢铁》,贾雷德·戴蒙德

《人类简史》,尤瓦尔·赫拉利

《中国近五千年来气候变迁的初步研究》,竺可桢

《全球科技通史》,吴军

《人类科技创新简史》,董洁林

《中美博弈的终极时间表》,猫哥的视界

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一个人生命中最大的幸运,莫过于在他的人生中途,即在他年富力强的时候发现了自己的使命。借助资本的力量,和优秀的创业家一起推动技术发展和社会进步。这是时代赋予我们的使命,也是给与我们的机会。这些优秀的创业家努力奋斗的时刻,就是人类群星闪耀时,而我们将有幸见证并参与其中。

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