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主题:【原创】唯物主义历史规律的结束与共产主义的兴起(上——火星人看地球)2 -- 马前卒

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家园 十二章 上 2

既然熵可以衡量一个体系的混乱程度,那么简单的把熵加上一个负号——“负熵”,这显然就是表示系统有序程度和可利用能源数量的一个物理量。事实上,在给定边界条件以后,“负熵”可以直接定义为“信息”,即一个体系的可了解程度。熵的增加意味着负熵的减少,包括人类在内的生物无法改变物理规律使能量消失,但能量在流过生物体的过程中减少了负熵,增加了混乱程度,无法被再次利用。只是因为人类和自然界可以从太阳或地下的化石能源 中引入负熵,才可以使耗散到自然界中的有序物质和能量再次降熵,进入循环。因此,生物生存真正消耗的是负熵。

人类作为生物的一部分,同样要消耗负熵来维持生存,从这个角度来说,人类为了生存而进行的经济活动必然是采集和利用负熵的活动。即便在生存问题解决以后,任何提高生活水平的举动必然意味着改造世界,而人类正是以自己的需求做蓝本去改造世界。按既定的目标改造世界就是把环境“有序”化,要降低产品和生活环境中的熵。物理定律规定了负熵不可能无中生有,人类制造产品、运输货物、互相提供服务并维护这个生活体系运转(这个体系熵的总在自发增大)都需要源源不断的负熵流。因此,从物理学的角度看,对经济活动最基本的定义就是采集和利用负熵。

在工业革命以前,负熵基本来自植物从太阳能转化而来的低熵化学物质,人类和驯养的动物通过食物补充负熵。而采集和进一步利用负熵的工作如盖房子、修路、耕地、纺织等工作都需要人力和畜力来完成。至于其他的一些次要负熵来源,如水力、风力、木柴的热量等因为携带和转化困难,规模和方向都很不稳定,只在少数特定场合或地区才得到广泛利用。另外,这些辅助的负熵源地域性很强,一般只能用于特定的工作,不能象人力和畜力一样通用化,储量再丰富也无法取代农业的地位。农耕地区太阳能所能提供的负熵流是有限的,光合作用的转化效率基本固定在0.02%,生物界食物链中各层次之间的负熵传递效率也有一个15%-20%的极限比例,所以以低熵植物化学能为基础的经济必然存在一个由气候、地理、植物物种确定的规模上限。这就是前面几节总结的农业社会基本规律的物理基础。

在农业社会,不仅经济体系能获得的负熵流量存在上限,人类利用负熵流的效率也很低。灵长类动物固然拥有最灵巧的手,但与机器相比,人手的效率和加工精度依然很差劲。大部分低熵物质或负熵流只能通过一次性释放的方式利用其一小部分,比如煤炭或木柴只能用来取暖,风力和水力只能直接用来驱动帆船和水磨。如果人类试图储存或引导负熵流,使其以最合适的方式释放以提高利用效率,低精度的手工劳动和简单工具往往会对负熵流造成极大扰动,以至于扰动本身会造成极大的浪费,对负熵流进行多层次复杂利用是不经济的。设想一下,如果有人想在汉朝制造蒸汽机,让煤炭里蕴涵的低熵热能转化为马车的动力,以当时手工制造汽缸、活塞和传动机构的精度,恐怕连现代蒸汽机10%的效率也达不到,考虑到制造和维护蒸汽机自身所需要付出的负熵,这种努力还不如直接烧煤取暖的效益高。要想改变这种低下的负熵流利用效率,必须改进工具和基础设施。但工业社会里的手工工具与基础设施不可能由双手直接打造出来,即便不考虑建设问题,光是维护这些工具(本身也是低熵物质,很容易向高熵转变)所需要的负熵就足以耗光农业社会的人力。所以工业革命以前的农业社会比今天的农业地区还要落后的多。

现代工业社会与农业社会最大的区别就是负熵来源不同。现代社会的负熵主要来自地下的化石能源 ,如煤炭、石油、天然气、泥炭等等。这些负熵源可以推动机械,不仅可以完成原来靠人力或畜力完成的工作,让人类从艰苦、无聊的简单体力劳动中解脱出来,还能完成许多古人根本无法想象的工作。现代身边的一些寻常物品,如多层住宅楼、镜子、金属炊具等等,其工艺水平和生产规模都远远超出了农业社会的经济极限。前所未有的负熵流给了人类社会改造自然的强大能力,人类得以开发利用一些以前因埋藏过深或提取困难而无法利用的低熵物质(如太阳能、浅海石油平台),这反过来又加强了流入经济体系的负熵量。尤其是在电力技术得到广泛应用以后,人类社会不仅靠开发一次性的化石能源 来维系经济运转,水力发电、风力发电、潮汐发电和对太阳能的直接利用使得工业社会中永久性的负熵流入也远远超出了农业社会。

除了负熵的来源大大扩大以外,工业社会对负熵的利用水平也远胜前代。煤在农业时代的炉子中只能用来取暖;在工业社会,同样的煤不仅可以通过大型锅炉和热力管道中带来更多的温暖,还可以作为化工原料做成各种器物甚至纺织品。原来大部分通过烟囱耗散的负熵如今可以被更充分的利用。工业社会还发展了自动控制机械和计算机等“管理机器的机器”,人类从此不仅可以让机械替代自己的肌肉,还可以用机械替代部分脑力劳动,大大提高对利用负熵过程的控制精度。所以,即便我们放弃对化石能源 的开发,已经进入工业社会的人类也能够享受到远胜前代的生活。(从信息=负熵的角度来说, “提高负熵流的利用水平”也可以看做另外一种扩大负熵源的方式,但这样分开讨论更有利于理解)

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