正文

第三章 高能耗社會的未來(3)

石油枯竭的后天 作者:劉鋒


總而言之,熵理論是有著廣泛的科學(xué)意義的,它首次把不可逆的概念應(yīng)用到科學(xué)領(lǐng)域。我們知道,牛頓力學(xué)研究的是可逆過程。如作用力和反作用力,雖然方向相反,但大小相等。但熱力學(xué)則不同。自然科學(xué)的熵原理指出,孤立系統(tǒng)中,熱總是自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體,反之則不可;機(jī)械運(yùn)動可以全部轉(zhuǎn)化為熱運(yùn)動,反之則也不可,因為熱能不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械功;電能可以全部轉(zhuǎn)化為熱能,反過來同樣也不可。所以,我們從熱力學(xué)第二定律可以推斷出,無論是不消耗任何能源的機(jī)器,還是消耗一部分能源,但熱效率達(dá)到100%的機(jī)器,這些所謂的“永動機(jī)”都是不切實際的。盡管永動機(jī)被那些狂熱的“理論家”朝思暮想般地?zé)崆袑で?,殫精竭慮式地傾心設(shè)計,但實踐證明都只是空想,歷史上也從來沒有真正制造出來,況且也不可能制造出來,因為它違背了科學(xué)。

雖然制造永動機(jī)的種種熱望早就被無情地澆滅了,但令人詫異的是,現(xiàn)實社會中有關(guān)永動機(jī)研制的事例卻仍然層出不窮。遠(yuǎn)的不說上百年前有關(guān)永動機(jī)的各種不切實際的雛形,許多尚未成型便已胎死腹中;近的如中國河南省的南街村集團(tuán)就有過同樣的慘敗經(jīng)歷。2000年伊始,南街村集團(tuán)的“當(dāng)家人”王宏斌董事長曾決策并投入2000萬元巨資研制永動機(jī),并夸下海口說要全面替代石油。結(jié)果可想而知,所有的投資后來全部打了水漂,以方便面生產(chǎn)而揚(yáng)名的南街村集團(tuán)至此一蹶不振,教訓(xùn)不可謂不慘痛。試想一下,作為項目決策人的王宏斌先生事先如果了解一些能源利用方面的知識,或者征詢一下相關(guān)專家的意見,這種不著邊際的投資項目事實上是完全可以避免的。等到事后再想起補(bǔ)充有關(guān)熵的理論知識,看起來已經(jīng)于事無補(bǔ)了。而這恰恰契合了熵的意義,即事物通常表現(xiàn)出的不可逆性。

對于世間萬物而言,靜止是相對于運(yùn)動而存在的。正所謂世界唯一不變的法則就是它永遠(yuǎn)在變。但是這種變化并不是無章可循的肆意亂變,某種意義上說,我們能夠給其貼上指向的標(biāo)簽。英國著名天文學(xué)家愛丁頓爵士把熵喻為“時間之矢”,頗為形象而貼切。它標(biāo)示著科學(xué)再也不能不顧及時間的方向了。牛頓力學(xué)解開了太陽系運(yùn)行之謎,這無疑是牛頓的偉大功績。但是,太陽系是不是永遠(yuǎn)這樣運(yùn)行呢?按照牛頓力學(xué),回答是肯定的,而且不僅太陽系如此。任何物體一旦初始條件確定,就將沿著既定的軌道運(yùn)行,與時間無涉。但是從熵概念的角度來說,牛頓力學(xué)的論斷值得進(jìn)一步商榷。因為天長地久,終有盡時。隨著時間的流逝,一旦系統(tǒng)的熵增加到某一臨界值,太陽系就再也不能像原先那樣運(yùn)行了。情況就是這樣,盡管太陽的運(yùn)動在人們的視覺空間上是可重復(fù)的,可是在時間上卻不能重復(fù)了。太陽每天東升西落,但太陽每天都是新的,今日的太陽已不再是昨日的太陽了。事實上,連宇宙都會“衰老”,更何況作為宇宙一粟的太陽系。

熵的引入使科學(xué)從存在轉(zhuǎn)向了演化,這是其最本質(zhì)的意義。從這個意義上說,有機(jī)世界與無機(jī)世界都在演化,唯一的不同在于其時間尺度,有機(jī)世界的演化相對短暫,而無機(jī)世界的演化遙遠(yuǎn)而漫長罷了。

人類社會能耗增加的秘密


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