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里夫金的新世界觀解決不了老問題

《熵:一種新的世界觀》,【美】杰里米里夫金等著,呂明等譯,上海譯文出版社1987年2月出版,243頁,2.05元


《熵:一種新的世界觀》,【美】杰里米·里夫金等著,呂明等譯,上海譯文出版社1987年2月出版,243頁,2.05元

《熵:一種新的世界觀》,【美】杰里米·里夫金等著,呂明等譯,上海譯文出版社1987年2月出版,243頁,2.05元

借熵說事的誘惑

熱力學(xué)第二定律出現(xiàn)于十九世紀(jì),和其他科學(xué)定律相比,熱力學(xué)第二定律有著較多的表述形式。常見的幾種表述如下:

熱量可以自動從較熱物體傳遞到較冷物體,但不可能自動相反傳遞。

不可能從單一熱源吸取熱量并將熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其他影響。

第二類永動機(jī)不可能造成。

任何孤立系統(tǒng)的熵只能增加或保持不變。

任何物理過程中各個參與者的總熵必定增加或保持不變。

這些不同的表述,其實(shí)都強(qiáng)調(diào)了熱力學(xué)第二定律的不同側(cè)面,比如第三種表述強(qiáng)調(diào)了能量的每一次轉(zhuǎn)換都不可能有百分之百的效率。后面兩種表述中出現(xiàn)了“熵”(entropy),所以熱力學(xué)第二定律有時又被稱為“熵增加定律”。用大白話來說,熵就是系統(tǒng)能量從可利用向不可利用、從有用向無用、從集中向分散、從有序向無序轉(zhuǎn)化的程度。

一個物理定律,卻沒有數(shù)學(xué)公式,只有文字表述,還有多種表述形式,而且其中熵的概念又極富哲學(xué)色彩,這很容易讓物理學(xué)界之外的人士感覺它比較容易掌握,比較容易染指,至少界面比較親切,從而萌生某種“借熵說事”的沖動,里夫金(Jeremy Rifkin)就是這些人士中的一位。

其實(shí)最初提出熵概念的物理學(xué)家克勞修斯(Rudolf J. E. Clausius),早已經(jīng)將“借熵說事”發(fā)揮到了極致——他嘗試將熵的概念應(yīng)用到全宇宙。

按照“宇宙”的通常定義,我們完全有理由將宇宙視為一個孤立系統(tǒng),而這個系統(tǒng)中的熵毫無疑問一直是在增大的。我們當(dāng)然可以忽略地球人類工業(yè)活動迄今為止對宇宙總熵的增量貢獻(xiàn)(因?yàn)樵谟钪娉叨壬线^于微?。珶o數(shù)恒星每時每刻都在進(jìn)行著劇烈的熱核反應(yīng),向外輻射著極為巨大的能量,這完全符合“從集中向分散、從有序向無序”的能量轉(zhuǎn)換情形,因此全宇宙的總熵必定不斷增大。

克勞修斯的想法是:照這樣下去,在遙遠(yuǎn)的未來,宇宙終將達(dá)到最大的無序狀態(tài),宇宙總熵將達(dá)到極大值,這時就會出現(xiàn)“宇宙熱寂”(heat death of the universe)。當(dāng)然這只是物理定律的哲學(xué)推論,永遠(yuǎn)不可能得到證實(shí)或證偽。

但對里夫金來說,宇宙熱寂仿佛一盞懸掛在遠(yuǎn)處的信號燈,在昏暗中伴隨著他的旅程。

里夫金是暢銷書作者,有時又被稱為“趨勢學(xué)家”,他有一個身份是“經(jīng)濟(jì)趨勢基金會”創(chuàng)始人和主席。他曾長期擔(dān)任歐盟顧問,還給法國總統(tǒng)薩科齊、德國總理默克爾等多位歐洲國家領(lǐng)導(dǎo)人當(dāng)過顧問,也在沃頓商學(xué)院講課,還給許多歐美報紙寫專欄文章。

里夫金的《熵:一種新的世界觀》(Entropy: A New World View)初版于1980年,是物理學(xué)界之外的人士借熵說事的典型作品。這是一本四十年前的暢銷書,之所以今天還值得重溫,是因?yàn)闀械幕居^點(diǎn)尚不過時,有些具體想法,雖然作者表達(dá)得并不理想,有時甚至還不完全正確,但仍是富有啟發(fā)性的,因而不乏可取之處。

此書最有意義的地方,就是引入了熵的概念和視域,來觀察和分析當(dāng)時美國社會的種種問題。里夫金的這些觀察和分析,有些和主張環(huán)保的“未來學(xué)家”(幾乎就是“趨勢學(xué)家”)大體一致,但他關(guān)于環(huán)保和新能源的分析,因?yàn)橐肓遂匾曈蚨H富啟發(fā)性。

里夫金的《熵:一種新的世界觀》英文版(Entropy: A New World View)

里夫金的《熵:一種新的世界觀》英文版(Entropy: A New World View

環(huán)保是環(huán)保的嗎?

首先有一點(diǎn)需要搞清楚:當(dāng)我們嘗試用熱力學(xué)第二定律來思考身邊事物時,肯定會發(fā)現(xiàn)許多系統(tǒng)有減熵現(xiàn)象。比如夏天在房間里開了空調(diào),使房間溫度降了下來,這就出現(xiàn)了減熵現(xiàn)象,但這并不違背熱力學(xué)第二定律,因?yàn)檫@時房間不是孤立系統(tǒng),外界向它輸入了能量(運(yùn)行空調(diào)的電)。又如,每個生命體活著的時候都在成功地抵制著熵的增大,生命體的成長更呈現(xiàn)出系統(tǒng)減熵現(xiàn)象,但這同樣不違背熱力學(xué)第二定律,因?yàn)樯w活著的時候一直在從外部攝入能量。

但是,如果我們將空調(diào)房間或生命體連同外部世界(比如整個地球)總體視為一個孤立系統(tǒng),則根據(jù)熱力學(xué)第二定律,這個系統(tǒng)的總熵必然會因?yàn)榘l(fā)電或生產(chǎn)糧食而增加(空調(diào)房間或生命體的減熵之值,必小于發(fā)電或生產(chǎn)糧食所導(dǎo)致的熵增之值)。事實(shí)上,人類在地球上的活動越大、越劇烈,地球這個系統(tǒng)的熵就增加得越快。用這個視角來看待環(huán)保,就會發(fā)現(xiàn)一些令人驚奇的推論。

讓我們來考慮一個例子:假定有一家工廠產(chǎn)生了污染,我們會面臨四個選項(xiàng):一、聽任污染不加治理;二、以鄰為壑將工廠遷往別處或國外;三、治理污染;四、關(guān)掉工廠。

在現(xiàn)實(shí)生活中,因環(huán)保呼聲日益高漲,法律監(jiān)管日益完善,選項(xiàng)一越來越難以實(shí)行。選項(xiàng)二則是許多發(fā)達(dá)國家在“治理”污染時所采用的,但對于地球這個系統(tǒng)來說,選項(xiàng)二的效果其實(shí)和選項(xiàng)一完全一樣(還未考慮搬遷工廠必然會帶來的某些附加污染)。

人們一定會認(rèn)為選項(xiàng)三是最好、最合理的,但是如果采用了熵的視域,就會發(fā)現(xiàn)選項(xiàng)三很有可能比選項(xiàng)一更壞。因?yàn)閷S這個系統(tǒng)來說,產(chǎn)生污染當(dāng)然是“自然”的熵增過程,而治理污染則是要實(shí)施減熵過程,這就必然需要從外部輸入更多能量,因而使得地球這個總系統(tǒng)出現(xiàn)更多的熵增。

換句話說,對選項(xiàng)三的“熵分析”表明,在很多情況下,環(huán)保其實(shí)是不環(huán)保的。里夫金遮遮掩掩得出了這個結(jié)論,他當(dāng)然不敢冒天下之大不韙公然反對環(huán)保。而從避免熵增的角度來看,只有選項(xiàng)四才是可取的——關(guān)掉工廠。但這個選項(xiàng)實(shí)際上象征著人類為了減少地球的熵增而壓抑自己的物欲。

但是在現(xiàn)實(shí)生活中,大部分情況下人們還是會選擇選項(xiàng)二或三,理由如下(里夫金沒有提到這些理由):因?yàn)樵诮裉?,每個人都不可避免地是某一國的公民,而不是世界公民,任何人都很難站在世界公民的立場來做選擇。因此以鄰為壑的選項(xiàng),在當(dāng)前很多情況下,還是各國政府和公眾都必然接受的選項(xiàng)。

而選項(xiàng)三的合理性在于:我們既要繁榮發(fā)展,也要綠水青山,人類畢竟不是為了熵而活著的,“以人為本”就不能將地球的熵看得比人類本身還重要。因此對污染的治理,還是應(yīng)該理直氣壯地進(jìn)行。至于地球總熵的增大,可以通過從外部獲取能量來抵制和逆轉(zhuǎn)。

熵視域下的新能源

要從地球外部獲取能量,就直接引導(dǎo)到對各種新能源的“熵分析”了,這同樣會給我們帶來新的認(rèn)識。

新能源中通常包括核能、水電、地?zé)峄虺毕l(fā)電、風(fēng)電、太陽能、生物轉(zhuǎn)化能量等。如果使用“熵分析”,那所有使用地球自身資源的新能源,都是在增大地球這個系統(tǒng)的熵。所以核能、水電、地?zé)峄虺毕l(fā)電等等,在熵視域下,都是不可取的。從理論上說,考慮到地球系統(tǒng)的熵增,這些新能源的供給歸根結(jié)底也是有限的。

核能——不管是現(xiàn)行的裂變核能還是一直在實(shí)驗(yàn)中的聚變核能——在新能源中的地位本來就有點(diǎn)勉強(qiáng),在熵視域下它又增加了負(fù)分,但是在現(xiàn)階段,大部分國家也只能抱著“與魔鬼同行”的心態(tài)姑且接受核電。

真正的出路看來只有太陽能(風(fēng)電和生物轉(zhuǎn)化本質(zhì)上還是利用太陽能)。因?yàn)閷Φ厍蜻@個系統(tǒng)來說,利用太陽能是從外部獲取能量,以此來幫助地球抵制熵增乃至逆行減熵。不過在熵的視域中,地球人類利用太陽能,在現(xiàn)階段仍有不少不確定因素。主要的約束都來自目前的技術(shù)手段。

目前要利用太陽能就離不開光伏設(shè)備,但生產(chǎn)光伏設(shè)備不僅要使用地球上的材料,還會造成環(huán)境污染,這兩方面都會明顯導(dǎo)致地球系統(tǒng)的熵增。也就是說,我們想要利用太陽能來幫助地球減熵,卻需要先承受制造光伏設(shè)備帶來的熵增。那么兩相抵消,太陽能帶來的利益就會被削減,甚至得不償失。

另一個相當(dāng)剛性的約束,是需要巨大的面積來采集盡可能多的陽光,而對每個國家來說國土面積終歸是有限的。不過從長遠(yuǎn)來展望,這個約束還是有可能打破的,比如利用海洋或天空來拓展采集陽光的面積。

目前人類利用太陽能的想象極致,是里夫金在書中沒有提到的戴森球——利用木星上的資源,建造將地球軌道包容在內(nèi)在光伏環(huán)帶,收集太陽能。戴森球突破了上述兩項(xiàng)約束,在熵視域下極為優(yōu)越,可惜在技術(shù)上還是太過遙遠(yuǎn)。

熵視域下的未來世界

里夫金在《熵:一種新的世界觀》中觀察了美國社會當(dāng)時呈現(xiàn)的各種弊病,他分析了六大領(lǐng)域:農(nóng)業(yè)、運(yùn)輸、城市、軍事、教育、醫(yī)療。四十年過去,回頭看看,美國這些領(lǐng)域中的弊病,不僅一個也沒見治愈,反而愈演愈烈。

作為趨勢學(xué)家(未來學(xué)家),里夫金當(dāng)然要在書里為弊病叢生的美國社會開藥方、指方向、展望未來。他的思想大體可以歸納如下:由于美國人(現(xiàn)代人)普遍有一種“無限發(fā)展”的信念,在許多人眼中,各種資源(能源、材料、容納污染的能力等等)永遠(yuǎn)是取之不竭用之不盡的,所以美國人極度浪費(fèi)(書中提供了許多當(dāng)時的數(shù)據(jù)),這就極大地、同時又是毫無必要地增加著地球系統(tǒng)的熵,使地球以極快的速度奔向末日(能源枯竭、污染失控……)。在里夫金看來,無限發(fā)展當(dāng)然是不可能的,而地球末日的到來,則有可能比人們想象的快得多。

里夫金開出的藥方,則是訴諸宗教情懷,希望人類能夠約束自己的欲望,降低自己的物欲,用盡可能“綠色”的生活推遲地球末日的到來。他承認(rèn)由于美國人在全球享有的特權(quán)和浪費(fèi),美國人應(yīng)該率先降低物欲。在本書的最后幾章中,里夫金苦口婆心地勸美國人開始過“綠色”生活,他還溫情脈脈地展望了在熵視域下的未來烏托邦社會。

從本書問世到今天,四十年時間不算短了,我們看看今天的美國和世界,雖然里夫金預(yù)言的某些惡果尚未完全呈現(xiàn),但他展望的那個烏托邦社會,肯定離美國越來越遠(yuǎn)了。

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