第三章 高能耗社會的未來

毫無疑問，人類社會從遠(yuǎn)古時代發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)進(jìn)入了一個高能耗的社會。并且隨著社會的進(jìn)步，對能源的消耗會越來越多。當(dāng)某個時候能源的供應(yīng)無法滿足其需求時，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，因為人類社會復(fù)雜性的驟降本身就可以看作是崩潰的征兆。那么，人類社會的發(fā)展將何去何從呢？高能耗社會的未來在哪里呢？這寄托于我們在維持整個社會復(fù)雜性的同時而實現(xiàn)新的能源替代過程，即實現(xiàn)下一代能源的大規(guī)模開發(fā)與利用，從而在本源上解決人類社會的能源供應(yīng)和環(huán)境惡化問題。在探討這些問題之前，不妨先從自然社會的熵學(xué)觀開始說起。熵這個源于熱科學(xué)的概念已經(jīng)被越來越多的人加以認(rèn)識和研究，并且無孔不入地滲透到自然科學(xué)和社會科學(xué)的諸多領(lǐng)域。

熵是什么

熵，對于不少讀者來說，或許是一個陌生而又古怪的術(shù)語。它源于希臘語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)地從有序向無序的轉(zhuǎn)化過程。

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

對于“有序”和“無序”的概念，我們可以通過下面的情形淺顯地予以說明。如果我們觀察橡皮筋的結(jié)構(gòu)，就會發(fā)現(xiàn)它的結(jié)構(gòu)在放松與緊繃的時候是完全不一樣的。放松的時候橡皮筋的結(jié)構(gòu)像一團(tuán)亂麻交織在一起。而當(dāng)橡皮筋拉長緊繃時，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。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，我們稱橡皮筋的結(jié)構(gòu)呈“無序”或“混亂”的狀態(tài);而另一種是借助于外力而規(guī)則地排列起來的狀態(tài)。我們稱之為“有序”或“整齊”的狀態(tài)。如果用熵的概念來度量這種“有序”或“無序”的狀態(tài)，我們說橡皮筋的結(jié)構(gòu)呈“有序”狀態(tài)時熵小，呈“無序”狀態(tài)時熵大。推而廣之，一個體系處于最“整齊”的狀態(tài)時熵最小，而在最“混亂”的狀態(tài)時熵最大。

我們經(jīng)常見到風(fēng)掃落葉飛的場景，一般習(xí)以為常以至于無暇思考。事實上這蘊(yùn)含著同樣深刻的哲理。對于落葉而言，其堆積越散亂，熵值越大，而這時的狀態(tài)更容易保持。因為如果有外力的介入，比如秋風(fēng)掃落葉，其無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。從這個意義說，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)，這時熵值最小，所以這種狀態(tài)最不容易保持，因為那怕輕微的一陣風(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。我們在探討過程中并不拘泥于嚴(yán)格的定義或概念的限制，而主要是專注于闡述現(xiàn)象背后所蘊(yùn)含的深意。