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呼喚綠色未來

2007-09-24 23:52:00 中國能源網

一、新宇宙觀

宇宙是無比的浩瀚而神秘,以致于當每一個人抬頭仰望星空的時候,他都會不禁想了解繁星點點的背后到底隱藏著什么。同那些過去的宇宙觀相比,我們的新宇宙觀顯得令人難以接受——因為我們認為:宇宙的演化方向是從無限到有限、從高級到低級、從永恒到死亡、從均勻到不均勻、從有序走向無序、從生成走向熵增和寂滅。

宇宙起始時處于均勻與平滑的低熵狀態(tài),這已得到了科學觀測上的有力支持。1964年之后,歷二十八年所收集的宇宙背景輻射測量,非常清楚地指出,原始爆炸所經歷的極端迅速的膨脹,是驚人的均勻與平滑。而爆炸后,所形成的宇宙,卻非常的粗糙,以致包含數以百億計的星系。美國太空總署也為解決這宇宙創(chuàng)始之謎,特別設計了宇宙背景探險號人造衛(wèi)星(COBE),專門用來更精確地測量原始大爆炸的背景微波輻射。這衛(wèi)星自1989年11月18日升空后,僅頭二年所提供的資料,就更清楚地肯定在宏觀宇宙中,每一個方向的背景溫度,完全一致均勻,誤差不到萬分之一度絕對溫度。

一直到1992年4月23日,在貝克來實驗室,太空物理學家史莫特發(fā)現,COBE衛(wèi)星所收集到的三億六千萬個測量數據,顯示出也只有十萬分之三度的差異,這些差異代表著宇宙爆炸之初所引發(fā)的細微波浪。史莫特解釋說:“這些波浪中較細微的,已經形成星系、星系團,以及太空中廣無邊際的空間。”史莫特發(fā)現公開宣稱:“我們所找到的是宇宙誕生的證據。其中的秩序多么精美,多么均衡雅致,促使我們聯想到宇宙的背后必然有其設計。”

依據熱力學第二定律,熱或者說是能量總是從高處向低處流動,一個封閉系統的熵(熵就是物質運動的無序度、混亂度)總是不斷增加的,這是單向的變化過程,是不可逆的,最后必定會達到熱平衡(均勻的溫度)。

甚至局部的進化(如我們自以為是的地球文明)也只能加速宇宙整體的熵增和退化。特別是在人類現有的技術條件下,有效能量轉化效率低,人類越急于提高產值,熵增越快,環(huán)境破壞、生態(tài)失衡、大氣及土壤污染等就越快,真是道高一尺魔高一丈。水資源、糧食、燃料有了危機,寅吃卯糧,竭澤而漁。精神文明有危機,心熵和社會熵猛增,世界恐怖組織橫行,核擴散、世界文明受到嚴重威脅。

我們傳統的宇宙觀或者世界觀是構筑在19世紀中葉時對科學的認識上,當時主要的科學依據是牛頓的三個機械定律和熱力學第一定律,以及達爾文的“進化論”?;镜挠^念是“物質不滅”和“能量守恒”,認為“運動著物質的永遠循環(huán)是宇宙的最終結論”,世界總的方向是從無序向有序發(fā)展。我們的目標是建立一個“物質極大豐富”的人類大同社會,地球上的資源和能量將隨著技術的發(fā)展“取之不盡,用之不竭”。

熱力學第一定律雖然支持了這一觀點,但是這一定律同時還告訴我們能源轉換存在一個臨界點——例如99℃加1℃水才能從液態(tài)轉變?yōu)槠麘B(tài),也就是說物質的轉化是存在條件和邊界的。熱力學第二定律(我們稱之為“熵定律”),進一步告訴我們盡管能量是守恒的,盡管物質是不滅的,但是能量的質量將會衰減,相對與人類來說有效優(yōu)質、便于利用和低成本的能量會越來越少,無效、低品位、難以再利用和成本昂貴的能量將會越來越多。

1850年德國科學家克勞修斯總結并表述了熱力學第二定律(加入的熱量/絕對溫度=熵),即:熵為熱量與溫度之商。他認為:熱可以自發(fā)地從高溫傳向低溫,而不會自發(fā)地從低溫轉向高溫。能量是有用能量(火用)和無用能量(火無)共同組成的,而只有能夠轉化出來的、經濟和環(huán)境可以承受的有用的能量才有利用的價值。

簡單地說,一杯熱水可以自己變冷,卻不會自動變熱,除非借助外部更多的能量。能量雖然守恒,但質量卻發(fā)生了變化,一桶溫水可能比一小鍋開水所含的熱量要多的多,但它永遠煮不熟一個雞蛋。對于一個封閉的獨立系統,熵會自發(fā)地越來越增加,而不會自動減少。熱向何處去了?向更低的溫度散去,直到絕對零度(-273℃)。能量一旦散去將難以重新聚積。如若宇宙能量散盡,溫差將消失,宇宙將會熱寂,能量的總趨勢是從有序向無序發(fā)展,即有用的能源資源將越來越少,而無法利用的能源資源將會越來越多。要獲得任何效能資源,必將付出更多的代價,或者環(huán)境、經濟和社會代價。

宇宙天文學家肯定了這一觀點:他們認為熵定律是一切自然定律中的最高定律,因為對于宇宙和太陽的研究,宇宙大爆炸學說的確立,越來越證實這一定律的正確無誤;物理學家也發(fā)現時間的不可逆性,如同熵增加的趨勢也不可逆一樣,時間、物質和能量同起源于一點,時間最終指向熵的無限大,時間和能量將在宇宙溫差達到-273℃(氫達到固態(tài))時終結,一旦溫差消失,熱將不能傳遞,一切將寂靜如逝,這就是熱力學第三定律:絕對零度(-273℃)不可超越!

生物學家發(fā)現生命的過程也在熵定律的涵蓋之下,生命就是一個能量的過程,生命的能量過程就是整個宇宙的能量過程中的一部分,生命逝去的過程恰恰就是一個熵增的過程;而環(huán)境學家也認為熵增正是地球環(huán)境面臨的規(guī)律性問題,清潔的空氣、干凈的水正在越來越少;甚至社會學家、歷史學家、經濟學家、管理學家也在沿用這一定律來分析、認識和解釋所遇到各種問題,例如:朝代的更迭、貨幣的貶值等等。在企業(yè)人力資源管理中,必須保持人員的流動,所有成功和保持生氣的企業(yè)都在遵循的原則,例如:微軟、英特爾等,他們通過人的流動來控制企業(yè)內部的熵增,保持企業(yè)的活力和競爭力。

因此,我們認為,熵的世界觀出現,是人類的一場真正的思想革命。熵定律已經成為一切自然定律中的最高定律,它為人類規(guī)范了一種行為界線和標桿,我們無法逆轉熵的方向,就像無法逆轉時間一樣,但是可以減緩熵增加的速度和過程,通過我們對自身的生活方式和行為方式的調整和約束,通過科學技術進步和社會觀念進步,來減緩有效資源和有效能量的耗散速度。在熵的世界觀的感召下,為了落實可持續(xù)發(fā)展的轉變,以節(jié)約資源、保護環(huán)境、提高能效為核心的“綠色浪潮”在發(fā)達國家迅速涌起。

在一個以減緩熵值、避免整體滅亡、實現綠色文明為目標的人類社會中,熵正在成為人類的一種新的世界觀,因為人類如果不控制地球各種資源的熵增,包括:能源資源、物質資源、清潔的水和新鮮的空氣資源等,巨大的代價將使人類無法繼續(xù)繁衍生息。所以,我們需要一個新的時代,以代取今天肆無忌憚消耗資源和污染環(huán)境的重化工業(yè)時代。

今天,當我們研究鄧小平1978年“改革開放”,為什么會給中國帶來了如此巨大的進步能量時,不禁會發(fā)現所謂“開放”和“改革”實際遵循了兩條熱力學的基本規(guī)律。熱力學第二定律認為,在封閉的系統中熵趨于無限大,也就是說無效的能量將會越來越多,中國閉關鎖國就會造成內部的自耗越來越大,而有效的動能越來越少,沒完沒了的內訌和面臨破產邊緣的經濟使中國不得不尋求新的動力,最簡單的辦法就是開放系統,獲取外部的能量。

而談到“改革”,我們就要研究另一個蘇格蘭出生的英國工程熱物理學家麥克斯韋的假設了。1867年麥克斯韋在《熱能理論》一書中認為:信息的流入可能使一個封閉系統出現局部的熵減,因為他認為原子在接受信息之后可能實現某種自組織能力,能夠實現局部的、階段性的負熵,這就是著名的“麥克斯韋妖”。所謂“妖”就是某種具有智能化的因素或信息可能改變熵的過程。麥克斯韋的初衷是想否定熵定律,但是他所延伸出來的信息與自組織問題確打開了人們封閉的思維系統。一直到1951年,法國物理學家布里淵將信息論與統計物理聯系起來考慮,通過信息的負熵原理解答了這一難題。他認為“信息等于負熵”信息是一種特定意義的能源。為什么說信息也是能源?設想一下,如果我們將能源知識和節(jié)能信息有效傳遞,讓更多的人掌握如何節(jié)約能源的知識和技術,并建立“熵”的世界觀,人類就可能自覺自愿地節(jié)約大量能源,并將所節(jié)約的能源用于增加社會的能源供應。

人類每進入一個新的時代,都必然在環(huán)境方面建立一個新坐標,負熵化的能源系統就是未來時代的技術坐標,可以用來控制能源的消費和物質的耗散速度,就是利用分布在各種能源需求現場和再生資源資源和廢棄資源現場,根據各種能源用戶對各種能源的不同需求,利用各種可再生的、低環(huán)境代價的和廢棄的能源資源,根據“分配得當,各得所需,溫度對口,梯級利用”的原則,針對性地生產能源、配置能源和供應能源。通過技術實現需求側管理的優(yōu)化資源配置,從而將資源和能源消耗大幅度降低,并將環(huán)境代價不斷降低,控制熵增。

而再下一個時代的技術坐標將會是什么?科學家們正在一些新的技術進步中獲得靈感,他們當中更多的人越來越相信新時代將會是生態(tài)文明時代,它的技術坐標將會是通過人類培育的某些細菌來分解制造低碳的甲烷(CH4)和無碳的氫氣(H2),人類將會通過生態(tài)技術(不僅僅是生物技術)最終獲得沒有碳排放和環(huán)境代價趨于最小的新技術系統。

“自組織”理論不僅在物理學中具有價值,在化學、生物學、社會學、經濟學,甚至政治學中,對實現有序自組織問題上,具有深遠的意義。如果我們能夠在能源生產消費各環(huán)節(jié)加入信息,能夠轉變人們的世界觀,使節(jié)能環(huán)保成為一種自發(fā)自愿的行為,通過自組織過程和信息化系統控制,就可能有效地控制熵的增加速率。

這種通過對系統加入信息實現自組織來控制無用能量增加的認識,對于全人類的進步產生了極為深遠的影響。英國首相邱吉爾為解決世界的能源問題,曾經開出了一幅著名的靈丹妙藥,這就是“多元化”。所謂多元化不僅是能源來源的多元化,能源種類的多元化和能源利用方式的多元化;更重要的是參與解決能源的主體和解決能源問題的機制也需要多元化。邱吉爾多元化的主張是在20世紀70年代兩次能源危機之后才真正被世界所共識。

在人們深入思考之后,意識到所謂多元化就是調動更多的主體通過市場化進行資源的優(yōu)化配置,從而建立有效的自組織系統。此后世界各國逐步放棄管制經濟,走向市場經濟,建立了一個多元化的、多邊性的和多層次的全球能源交易市場,并將這一交易延伸到其他資源和環(huán)境保護等領域,這一市場化的進程改變的人類很多傳統的行為模式,而且波及各個國家和各行各業(yè)。而鄧小平同志確定的社會主義市場經濟改革的方向也與此幾乎同出一轍,都是希望通過建立一個能夠調動各方面積極性,實現更加有效的系統自組織,推動資源和要素優(yōu)化配置,以此來控制熵的增加。所以說,盡管我們當初并無意識,但中國的市場化“改革”卻是利用了熱力學中對于信息構筑自組織系統的學說來實現的,因為它符合宇宙的本質規(guī)律,所以它必然獲得成功。

從牛頓“絕對論”的宇宙觀到愛因斯坦“相對論”的宇宙觀,再到今天的“負熵論”宇宙觀,我們走的不僅僅是微小的幾步!而中國將能夠領導這場人類不可避免的“負熵革命”!愛因斯坦稱熵定律為“整個科學的首要法則”。人類終將會接受熵為新的世界觀、真理觀,將其定為現代新文明觀的科學基礎,我們可以大膽地宣布:21世紀是熵世紀!

二、新文明觀

人類匆匆走過了漁獵文明、農業(yè)文明、工業(yè)文明,甚至自認為已經到了信息文明時代。真的是這樣嗎?那為什么人類已經走到了環(huán)境與資源的絕境了呢。顯然,文明需要重新定義、價值需要重新選擇、社會需要重新構建,這就是人類生存與發(fā)展的首要任務。

在熵的鐵律之下,人類必須完成一場文明轉型,迫使自己在新文明中實現減緩熵增的過程,盡量推遲人類走向絕境的時間。這樣的新文明必須是這樣的:

它必須認為環(huán)境是整個地球生物圈,而不局限于人類生存的那個局部范圍。它不僅從人類自身的利益和價值出發(fā),而且是從所有生命物種的利益和價值出發(fā)去保護環(huán)境。

它必須能夠從宇宙整體著眼,看到大自然的深層關聯性(地球上的生物不僅是太陽系的產物,而且也同樣是銀河系乃至整個宇宙的產物,這就是世界具有整體關聯性的根源。)而這種關聯方式歷久不衰,導向一種動態(tài)平衡。能夠依據宇宙?zhèn)惱砗陀钪鎯r值進行選擇。該選擇必須具有人類進化的終極意義,其遞進關系如下:宇宙演化規(guī)律——地球生物進化規(guī)律——倫理觀——價值現——社會范型(逐步逼近終極意義的社會范型)——經濟范型。

它必須能夠規(guī)范全世界的政治行為和經濟行為,因為它是社會制度創(chuàng)新的邏輯起點,對地球上資源配置的觀念是檢驗各種制度合理的試金石。

它必須能夠從與人的社會關系擴大到人與自然的生態(tài)關系,以人與自然的和諧發(fā)展與共同進化為目標,承認除人類以外的生命和自然界的價值及其存在的權利,并從而制定新的道德規(guī)范?;谏鷳B(tài)倫理來導建人類的文化體系,這種具有建設性、積極性的文化將參與人類社會的上層建筑和經濟基礎的建構,進而形成一種全新文明的社會范型。

工業(yè)文明顛倒和割裂了生產、生活與生態(tài)的秩序和聯系,把地球所有的東西都物化為生產原料,只注重經濟上的投入產出,無視這些所謂工業(yè)原料的生態(tài)功能。根本不把生態(tài)作為財富看待。這種無視生態(tài)基礎、鼓勵消費、以生產為目標的工業(yè)文明社會范型是難以為繼的。因此,我們認為,人類21世紀可持續(xù)發(fā)展的首要任務就是確立全球生態(tài)文明觀、建立一個生態(tài)文明的地球。

我們可以這樣定義:漁獵文明(A文明)、農業(yè)文明(B文明)、工業(yè)文明(C文明),信息文明(D文明),而全新的生態(tài)文明是E文明。是人類實現人口、資源、環(huán)境、生態(tài)協調進化的優(yōu)化范型;是人類為了可持續(xù)發(fā)展,在經過漁獵文明、農業(yè)文明、工業(yè)文明、信息文明四次選擇后進行的第五次選擇;是中國人“天地一體、萬物同源,生態(tài)文明、道法自然”的古老文明觀的適時釋放。

E文明主要包括“10E理念”:Earth(地球)、Environment(環(huán)境)、Ecological(生態(tài))、Energy(能源)、Entropy(熵)、Efficiency(效率)、Enlightened(開放)、Equalization(平衡)、Eternal(永恒)、Elegance(高貴)。

E文明在中國的具體實踐是我們可以稱為E模式的運行體系,可以有效地克服中國人口、糧食、能源、資源、生態(tài)、環(huán)境、社會公平等制約可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。中國堅定實施E模式發(fā)展戰(zhàn)略,能夠體現出一個民族對于自身發(fā)展的審慎思考、一個時代對于自然環(huán)境的整體關懷、一個國家對于全球未來的崇高責任。中國E模式發(fā)展涵蓋人口、能源、水、土地、森林、氣候、海洋、礦產、環(huán)境保護、生態(tài)建設、城市化、農業(yè)、地理多樣性、社會進步、科技創(chuàng)新、教育、減災、反貧困、循環(huán)經濟、可持續(xù)能力建設等各個方面。

E模式就是一種將科學發(fā)展、和平發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展、節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展有機結合的發(fā)展模式;包括八大體系:第一是低消耗的生產體系;第二適度消費的生活體系;第三可持續(xù)、循環(huán)的環(huán)境資源體系;第四是穩(wěn)定高效的經濟體系;第五不斷創(chuàng)新的科技體系;第六更加開放的金融貿易體系;第七是注重公平的分配體系;第八是開明進步的民主體系。

E模式分為宏觀、中觀、微觀三個層次。從宏觀面來講,首先要把握住中國經濟的發(fā)展結構、發(fā)展模式,也就是建立一個完全符合科學發(fā)展社會的基本模式,在這方面不能出任何偏差。中觀層次要建立一個可持續(xù)發(fā)展、適分對口、梯級利用的循環(huán)經濟,確保上一個生產環(huán)節(jié)產生的廢物成為下一個生產環(huán)節(jié)的原料,以此提高資源利用效率。微觀層次就是在社會各個行業(yè)和領域建立清潔生產的概念。每一個生產環(huán)節(jié)都要求是清潔的,它的排污量應當盡可能是最少的、趨于最小的。

在10E理念或者原則下,我們可以這樣定義:生態(tài)文明是指人類遵循人、自然、社會和諧發(fā)展這一客觀規(guī)律而取得的物質與精神成果的總和;是指以人與自然、人與人、人與社會和諧共生、良性循環(huán)、全面發(fā)展、持續(xù)繁榮為基本宗旨的社會存在形態(tài)。它的產生基于人類對于長期以來主導人類社會的物質文明的反思,自然資料的有限性決定了人類物質財富的有限性,人類必須從追求物質財富的單一性中解脫出來,追求精神生活的豐富,才可能實現人的全面發(fā)展。這無疑將使人類社會形態(tài)發(fā)生根本轉變。

生態(tài)文明遵循的是可持續(xù)發(fā)展原則,它以尊重和維護整體生態(tài)環(huán)境價值和自然秩序為主旨、以可持續(xù)發(fā)展為依據、以人類的可持續(xù)發(fā)展為著眼點。生態(tài)文明力圖用整體、協調的原則和機制來重新鑄造社會的生產關系、生活方式、生態(tài)觀念和生態(tài)秩序。如果從維系人與自然的共生能力出發(fā),從人與自然、人與社會以及人際和代際之間的公平性、共生性的原則出發(fā),從文明的延續(xù)、轉型和價值重鑄的角度來認識,生態(tài)文明必將超越和替代工業(yè)文明。

 




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責任編輯: 中國能源網