第三章 高能耗社會(huì)的未來(lái)

毫無(wú)疑問(wèn)，人類(lèi)社會(huì)從遠(yuǎn)古時(shí)代發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)高能耗的社會(huì)。并且隨著社會(huì)的進(jìn)步，對(duì)能源的消耗會(huì)越來(lái)越多。當(dāng)某個(gè)時(shí)候能源的供應(yīng)無(wú)法滿(mǎn)足其需求時(shí)，危機(jī)便如影隨形般地產(chǎn)生，而危機(jī)的延續(xù)則有可能釀成文明的崩潰，因?yàn)槿祟?lèi)社會(huì)復(fù)雜性的驟降本身就可以看作是崩潰的征兆。那么，人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展將何去何從呢？高能耗社會(huì)的未來(lái)在哪里呢？這寄托于我們?cè)诰S持整個(gè)社會(huì)復(fù)雜性的同時(shí)而實(shí)現(xiàn)新的能源替代過(guò)程，即實(shí)現(xiàn)下一代能源的大規(guī)模開(kāi)發(fā)與利用，從而在本源上解決人類(lèi)社會(huì)的能源供應(yīng)和環(huán)境惡化問(wèn)題。在探討這些問(wèn)題之前，不妨先從自然社會(huì)的熵學(xué)觀開(kāi)始說(shuō)起。熵這個(gè)源于熱科學(xué)的概念已經(jīng)被越來(lái)越多的人加以認(rèn)識(shí)和研究，并且無(wú)孔不入地滲透到自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的諸多領(lǐng)域。

熵是什么

熵，對(duì)于不少讀者來(lái)說(shuō)，或許是一個(gè)陌生而又古怪的術(shù)語(yǔ)。它源于希臘語(yǔ)εντροπια，表示變化的容量。平心而論，在漢字中，熵的意義更為形象，火字旁加個(gè)商?；穑笳髦鵁?；商，則是數(shù)與數(shù)相除，表示兩種狀態(tài)之比。熵正是這樣一個(gè)取自于熱力學(xué)的重要概念，用以度量某一種系統(tǒng)自發(fā)地從有序向無(wú)序的轉(zhuǎn)化過(guò)程。

在日常生活中，我們都有這樣的常識(shí)，一杯沸水置于室內(nèi)會(huì)不斷散發(fā)熱量，直至水杯的溫度與室溫相同。仔細(xì)觀察這種現(xiàn)象會(huì)發(fā)現(xiàn)明顯的特點(diǎn)，那就是這個(gè)過(guò)程是自然而然發(fā)生的，而且無(wú)法自發(fā)地恢復(fù)到最初的狀態(tài)。也就是說(shuō)已經(jīng)散失在室內(nèi)的熱量，不可能自動(dòng)地重新聚集到杯中，使水再次沸騰。因此，我們稱(chēng)其是不可逆的變化過(guò)程。類(lèi)似的例子不勝枚舉，如滴入玻璃水杯中的墨汁會(huì)向周?chē)鷶U(kuò)散，直至杯中水全部染黑；一瓶開(kāi)蓋的香水會(huì)在房間散發(fā)香味，不久就讓整個(gè)房間飄香等等，都是同樣的道理。

對(duì)于“有序”和“無(wú)序”的概念，我們可以通過(guò)下面的情形淺顯地予以說(shuō)明。如果我們觀察橡皮筋的結(jié)構(gòu)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它的結(jié)構(gòu)在放松與緊繃的時(shí)候是完全不一樣的。放松的時(shí)候橡皮筋的結(jié)構(gòu)像一團(tuán)亂麻交織在一起。而當(dāng)橡皮筋拉長(zhǎng)緊繃時(shí)，那些如同鏈狀的膠粒就沿著拉伸的方向整齊劃一地排列起來(lái)。于是我們可以看到兩種狀態(tài)，一種是自然，或者自發(fā)的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，我們稱(chēng)橡皮筋的結(jié)構(gòu)呈“無(wú)序”或“混亂”的狀態(tài);而另一種是借助于外力而規(guī)則地排列起來(lái)的狀態(tài)。我們稱(chēng)之為“有序”或“整齊”的狀態(tài)。如果用熵的概念來(lái)度量這種“有序”或“無(wú)序”的狀態(tài)，我們說(shuō)橡皮筋的結(jié)構(gòu)呈“有序”狀態(tài)時(shí)熵小，呈“無(wú)序”狀態(tài)時(shí)熵大。推而廣之，一個(gè)體系處于最“整齊”的狀態(tài)時(shí)熵最小，而在最“混亂”的狀態(tài)時(shí)熵最大。

我們經(jīng)常見(jiàn)到風(fēng)掃落葉飛的場(chǎng)景，一般習(xí)以為常以至于無(wú)暇思考。事實(shí)上這蘊(yùn)含著同樣深刻的哲理。對(duì)于落葉而言，其堆積越散亂，熵值越大，而這時(shí)的狀態(tài)更容易保持。因?yàn)槿绻型饬Φ慕槿?，比如秋風(fēng)掃落葉，其無(wú)非是增加了落葉的混亂度，熵值就更大。因此，落葉紛飛是最可能出現(xiàn)的狀態(tài)，最容易被觀察到。從這個(gè)意義說(shuō)，散亂的落葉是自然的常態(tài)。而落葉整齊地排成一列可看作其最有序的狀態(tài)，這時(shí)熵值最小，所以這種狀態(tài)最不容易保持，因?yàn)槟桥螺p微的一陣風(fēng)也有可能破壞這種有序的狀態(tài)，使得這種有序狀態(tài)向無(wú)序狀態(tài)改變，從而使得熵值增大。因此，這種落葉整齊排列的狀態(tài)是最不可能出現(xiàn)的狀態(tài)，觀察到的可能性幾乎為零，除非人為地把落葉擺成整齊的一列，否則自然情況下難以見(jiàn)到。當(dāng)然，自然科學(xué)意義上的熵概念是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，更是干巴巴的，遠(yuǎn)不是上文表述的這般意象化。我們?cè)谔接戇^(guò)程中并不拘泥于嚴(yán)格的定義或概念的限制，而主要是專(zhuān)注于闡述現(xiàn)象背后所蘊(yùn)含的深意。