能源革命——对于人类历史发展的一点思考

“天地革而四时成,汤武革命,顺乎天而应乎人。”

这是中国历史上最早关于革命的记载。按照传统的说法,天子之所以能君临天下,是因为他获得了上天的授权。授权方式即“天命”,变更授权即“革命”。由此可见能冠以革命一词必是重大之事。革命是从根本上颠覆秩序,从这个意义来说,人类的能源利用历程在过往三万年的人类发展史中确实经历了几次意义非凡的革命,我甚至认为正是这几次的能源革命推动了人类生产能力的飞跃,从而带来了人类社会深刻而又全面的变化,历史才得以翻开新的篇章。

我们都学过政治,可以很自然的想到以下这个问题的标准答案。“人类社会发展进步的基础是什么?”“是生产力。”是的,但生产力又是什么?是改造自然的能力。但这种改造自然的能力从何而来?是科学进步。但科学进步的本质又是什么?或者换句话来说我们要怎么评估科学的进步?蒸汽机为什么与钻木取火相比是科学进步?为什么不是反过来呢?我们该如何回答这个问题?

我个人认为应该从人类能够利用的能源范围来评价。而提到能源,我们会很自然地想到自然界中的那些能源物质,从深埋地下的煤炭/石油到川流不息的江河大川,从熊熊燃烧的火焰到四季流动的风,更有号称地球能源之源的太阳。但我们一直忽略了一个最重要的能源,就是人类自身的智能和体能。所以我认为科学进步的本质是人类对于能够利用的能源范围的不断拓展,这种拓展一方面是增量的,不断能够发现和利用原本无法利用的能源,另一方面是存量的挖掘,能够提升业已存在的能源利用水平。而这种对于能源利用范围的突然跳档也正是人类社会的组织形态发生重大改变的时刻。

|标志性事件 | 能源利用范围的改变 |人类社会组织形态的变化|
|: |: |: |
|钻木取火 | 对自然资源从被动接受到主动利用 |原始社会——农业社会 |
|蒸汽机| 摆脱了生物能转换为动能的低效 |农业社会——工业社会|
|电| 优秀的能量中介,并且能量传输效率大幅提升 |电气化社会|
|计算机| 智能的利用突破了生物体的限制| 数据社会 |
|互联网| 对人类存量智能的利用率大幅提升| 互联网社会|
|人工智能| 彻底摆脱人类智能存量的限制,能量范围理论上是无限的|后人类时代|

上图的这张表是我根据能源革命的理论将人类社会的发展历史划分出的几个阶段。会发现一个很有意思的现象,从钻木取火到第一次工业革命(蒸汽机发明)中间有几万年的时间,从蒸汽机到电中间就只有一百多年的时间,从电到计算机中间又缩短到不到一百年,而互联网的出现距离计算机出现更是只有四十年的时间。可以看出能源利用范围的跳档之间的时间窗口越来越短,而人来社会形态的变化速度亦是越来越快。一个从汉朝穿越到清朝的人可能并不会有太多的不适应,但一个清朝的人穿越到今天则一定是无所适从。2000年的时间维度和100多年的时间维度所带来的社会形态的变化竟完全相反,不可等量齐观。

接下来我们就具体说说每次人类对于能源利用范围的拓展是如何发生的:

从生物能到机械能
在蒸汽机发明以前,人力能够利用的能源最大的部分来源于人类自身的体能和畜力的体能,但这种利用的问题是转化效率不高,并且有存量的限制。只有这么多人和畜力,能够产出的也就是这么一个极限。而且更为关键的是这种能量的培育时间很长(人要成年,畜力也要成年),并且本身也在不断消耗(人要生病,要休息,要死亡)。所以在这个阶段最重要的能源转换形式是吃饭,然后转换为体力,再干活。所以人能利用的能源主要是食物类能源。所以这也就是民以食为天的由来,粮食是第一位的。但蒸汽机的出现改变了这一切,人们终于发现了另外一种途径的能量转换方式,那就是热能转换为机械能。这个事情的重要意义在于首先它突破了吃饭—体能—机械能的能量转化途径,使得能量转化的效率得以提升;其次,突破了人类体能的限制,不必再被局限在肌肉极限的框框内;更重要的是,原先那些不知道有何用的黑乎乎的东西,煤炭,石油等都变得极有价值,成为了可供利用的能源,从而大大拓展了人类利用能源的范围。

电能
在蒸汽机及以前的时代能量有个大问题是无法储存,也难以传输。所以能量必须即产即用,也必须此地产此地用。能量的利用范围因此被局限住,或者说被分割开来。举个最明显的例子,江河大川蕴含着巨大的能量,但是这些能量如何能被直接的运用是个难题。所以很久以来对于水力的利用也就是水车这种极其初级的形式,直到电能的发现和用电技术的成熟,才有了水力发电站。而利用水力发电在我国每年发电量的占比差不多也在15个百分点以上。更重要的是电能是可以被储存和传输的,通过蓄电技术和高压传输技术,电能能够被传递到很远的距离,并且能够方便地转化为其他的能源形势。这样一来能源的利用效率得到了提升,而且之前无法利用的能源形势,比如水能,风能,太阳能等也成为了可供利用的能源,人类利用能源的范围又扩展了。

计算能力
无论是机械能还是电能,都是突破了人类利用体力能源的范围,但还有另外一个维度的能源,即智能一直都没有得到突破,人类能够利用的还一直是人类自身的智能,直到计算机的出现。我们现在知道即使是一台普通的家用计算机,单论计算能力,也已经远胜于人类。这就是计算机技术所带来的对于智能利用范围的突破。计算机从原先的助手变成如今很多领域的主导力量,完成着单靠人类本身不可能完成的工作,主次之分已经很模糊了。如果从能源的维度看,计算能力这种智能超过人类智能并不能说是天方夜谭。这一次的突破相较之前更为彻底,在这之前体能并非人类所特有,但智能一直被认为是人类所特有,这是对人类特殊性的一种突破。人类在获取了更大范围的可利用能源的同时,也将自己的独特性打破了。

互联网与共享
最近的共享经济很火,但我认为共享经济的提法本身就有问题,因为互联网的本质就是共享。从互联网诞生的第一刻起共享经济就存在了,就好像梅特卡夫定律说的那样,网络的价值决定于网络中节点的数量。互联网的价值就在于将原先散落的能源连接起来,以一种更为经济低廉的方式利用这些能源存量。原先人们存量的智能要发生交互需要通过交通工具发生身体的移动才可以,且不说这种方式的时间和经济成本,单就发现这些存量智能就近乎是一件浩大的工程。互联网从根本上改变了这点,本质来说互联网是一种新的对存量能源利用的方式,降低了能源被利用的成本,从而使得人类能源利用的效能提升了,实际可用的能源变多了。而共享经济说的不就是把闲置的资源激活,提升存量资源的利用效率么?这本身就是互联网的本质呀。

可以看出人类确实不断在突破对于能源的利用范围,不论是发现新的能源也好,还是刷新对现有存量的利用方式也好,总之脚步是不会停歇的。正是因为这样的脚步不会停歇,我们更希望了解未来会如何而来。

从人类对能源的突破上可以看到一个趋势,先是体能的突破,而后是智能的突破。所以我认为智能上的突破一定是未来的一个趋势。这种突破又无外乎发现新的智能和提升对存量智能的利用率。我们先来说提升对存量智能的利用方面,互联网从PC时代来到移动互联网时代,改变的不是简单的从电脑到手机,而是互联网与互联网节点(也就是人)连接的紧密程度,手机作为一个“传感器”,可以随时随地获取和释放你的智能,这种频率越高,这种利用效率也就越高。所以PC输给手机,最本质的是输在了这一点上。顺着这个思路想,还有什么比手机能带来更高的频率,绝对不是手表,眼镜这种可穿戴设备,而是植入你身体中的芯片,那样的话就是every time and every where了,所以我会认为人类总有一天是会走到植入芯片这一步的,这是对能源利用的必然需求。再来说发现新的智能这一方面,计算能力还有相当大的潜能可以挖掘,这种潜能如我前面所说,可以认为是无限的。目前图灵机的计算能力逐渐达到上限,必然会有新的计算能力出现,比如量子计算机。提升计算能力是一种必然的趋势,量子计算机也会是一种必然的趋势。最后要说的是人工智能,计算能力的出现已经打破了人类的独特性,而人工智能作为完全可以独立于人类的智能能源,一旦出现更会带来彻底的颠覆。我认为人类追求人工智能的脚步一定不会停下,因为这是对能源突破的必然需求,人工智能将极大拓展人类利用能源的范围,但最终是否是人类在利用就不得而知了。能量总有此消彼长,计算机在辅助人类的同时,也在消磨人类自身的计算能源,而另一种认知能源的出现是否会消磨人类自身的认知能源恐怕也不是危言耸听。

历史潮流浩浩汤汤,顺之者昌,逆之者亡。也许并非人类在创造着历史,而是能源本身借由人类之手延展着自己的边界。

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