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楼主 |
发表于 北京市 2017-7-22 13:39
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只看该作者
写以上的文字 是有感于一篇文章
范式春梦的地球工业文明
http://bbs.tianya.cn/post-develop-2042060-4.shtml
熵概念的提出引导人类从一个全新的角度来看待文明的变迁。
通过熵可以区分有效能量和无效能量,有效能量在开发应用过程中不可逆地转化为无效能量,并同时增加外部世界的混乱无序度——熵!因此,即使能量守恒,文明也会发现,一定时空范围内,可用的能量似乎越来越少。为了维持低熵状态,追逐负熵流成了所有文明的本能。在文明扩张过程中,人类繁衍遵循指数式增长规律,相应地,负熵流也必须跟上步伐。
要满足指数式扩张所需要的负熵流,大致有两种方法,第一种是同层次量的扩张,农业文明负熵流主要来自于固定太阳能的粮食生产,因此,所有的早期农耕文明都把占据可耕地作为社会的核心使命。以中国文明为例,从黄河旁的两个小部落开始,逐步向外拓展,到唐朝中叶的时候,中国文明最终把东亚大陆上能够稳定产粮的绝大部分地盘占据了,文明迈上了顶峰。再比如煤炭的产量,英国从1800年的1000万吨,到1850年的4980万吨,再到1870年的11200万吨,蒸汽机和煤炭的指数式增长最终使得英国成为第一个全球性帝国。
第二种是引入新层次负熵流,文明总会受空间的限制,相应的,同层次负熵流的数量扩张总有极限,这时,必须找到新层次的可开发负熵流,否则,文明就会遇到不可逾越的台阶。19世纪下半叶,煤炭的极限开始显露,一个很简单的事实:蒸汽机推重比太低,永远不能推动飞行器上天。幸运的是,新出现的石油和电力帮助地球文明跃迁到新的层次,大大拓展了人类的活动范围。
在工业革命以前,人类社会维持有序的外来负熵流主要来自太阳。通过农业活动,人类实现了太阳能的初步利用,获得了粮食,燃料和建材,使得人类社会能世代繁衍并逐步脱离蛮荒状态,建立起初等文明,这种农业文明,按照现在眼光开来,其实是很低级的,有序度不高。依靠这种对太阳能的初步利用和负熵流,农业社会可以维持很长时间。事实上,由于技术天花板的存在,各大农业文明的负熵流获取在很久以前就达到了极限,文明也随即陷入停滞。
农业文明的极限最终被瓦特改进的蒸汽机所打破。
站在21世纪的时间坐标点, 回顾人类文明层次的变化,可以看出, 通过农业活动来把太阳能转换成生物能,所提供的负熵流根本不能支撑如今的工业化社会。人类主要通过化石能源----过去数千万年沉淀下来的太阳能来提供负熵流,
第一次工业革命,人类大规模开采煤矿。资本主义所展示出来的生产力是过去农业社会所不能想象的。第二次工业革命,石油和电力(部分通过水力发电来实现)成了能源产业的核心,人类对能源的利用达到了一个全新的台阶,相应内燃机与电动机的开发和利用,让庞大的地球变成了一个小小的村庄。
节奏到第三次工业革命的时候戛然而止。平常所说的第三次工业革命,从能源供应和控制角度来讲,只能算是半次工业革命。
可能很多人会反驳,信息技术和生物技术在1945年后取得了很大进展。 不错,20世纪50年代后,信息技术取得了飞速进展,生物技术也有若干进步。但最关键的能源技术上,很可惜,迈出了几小步,但之后一直没有突破性进展。
从能源的获取角度来说,裂变核反应堆被大规模推广开来,但从目前角度而言,根本不能取代传统的化石能源,在一次能源中占的比例很低,全球核电占一次能源比例中,世界各国平均水平是5.8%
从能源的转换和利用上而言,蒸汽机,内燃机和电动机依旧占据着主导地位。火箭发动机,航空发动机都是第二次工业革命巅峰的产物,1970年后,改进逐步停滞,导致航天技术和航空技术差不多在以龟速前进。依靠现在的火箭发动机,登陆火星只是妄想。想象中的核发动机还是只能停留在科幻小说中。信息技术改进了能源的控制,提高了能源使用效率,但无法解决人类现在面临的根本问题-----新层次能源的来源和转换。
主要观点 1 技术进步遇到瓶颈
2 能源还是原有结构
3 人类社会停滞迷茫
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