万物的能量本质与“短链逻辑”（中篇）——人类文明的能源悖论

本刊记者 白勇

刘汉元曾如此表述：“知识是网状的东西，各种学科之间是一个相互关联的大系统。”相互关联的即相互转换的，而复制转换中的演变带来了知识的运用变化——智慧，带来了创新的可能。

能源是人类生存和发展不可或缺的基础，它的开发和利用状况是衡量一个时代、一个国家经济发展水平和科学技术水平的重要标志，直接关系到经济的可持续发展和人们生活质量的高低。

那么，人类是怎样繁衍发展的，或者说，人类是怎样利用能源的？

低效利用能源的限制

人类最初靠狩猎采集为生，从刀耕火种和放牧饲养畜禽，到数千年从未停息的战争，土地的争夺、人口的掳掠，都是为了更好地解决温饱、更多地繁衍和达到生存的安稳舒适。这一过程，与食物链上的植物、动物一样，都是对层层转换过程中的太阳能的攫取利用，并想方设法获取更多的能量和更高效地利用能量，包括人类意识形态的斗争和今天国际社会多种力量的制衡，也都为达到对能源（能量）更多占有控制的目的。刘汉元在他和刘建生合著的《能源革命》一书中，翔实地论述了这一过程。

书中的观点印证了我们的论述：“从物理学意义上讲，人类社会最根本的特性——自然特性，就是人类社会的能量特性”“人与自然关系的核心是与资源的关系，或者说是与能源的关系。从能量的角度可以将各种资源统一为广义能源”。所谓“广义能源”，即我们前面所论述的，太阳能以植物动物等各种生物质形式固化储存下来的能量状态。任何生物都是承载太阳能而形成的能量体。

工业革命之前数千年，人类社会基本处于农耕文明时代——生物质能源时代，主要依靠土地产出的农作物和畜牧获得能量。但是，农牧业包括水产鱼类有一系列重大缺陷，即生产周期长达数月甚至数年。前面已经说过，农作物可食用部分的能量转换效率仅为0.3%~0.5%，同时处于食物链后端的畜牧业产量低且生长周期长，因此，人类在生物质能源时代只能获得极为有限的能源——有限的粮食、有限的动力、有限的其他生产资料，最后只能维持极有限的人口。总体表现为，人类社会对能源的利用效率极低导致生产力水平和文明发展速度极低。

现有能源模式不可持续

幸运的是，上帝为人类早已准备好了另一种能源——化石能源（“狭义能源”，即人们通常所说的“能源”即化石能源）。显然化石能源也是亿万年前地球上的微生物、动植物所摄取的太阳能通过生物体沉积和生物化学变化，在地下形成的能量储存。1820年之后的二三十年内，英国、法国、德国发现并开始大量地开采利用煤，煤成为人类最主要的能源。高效燃烧的煤使蒸汽机大行其道，从而使钢铁、电力的发展迅速得到推动，社会产生连锁式地飞跃发展，世界经济欣欣向荣，世界从此全面进入工业文明时代——化石能源时代。20世纪初，人类开始大规模高效利用另一种化石能源——石油，人类发展进入了激动人心的“黄金百年”时期，创造出了辉煌灿烂的现代文明，直至今天。

但是化石能源有两大致命缺陷——储量有限、破坏环境。

人类现代文明的发展严重依赖化石能源（包括天然气），然而经过两百多年的疯狂开采，能源安全问题之严峻已超出人们的想象。按目前的全球探明储量和人类社会发展速度计算，石油、煤等化石能源将在一百多年后被开采殆尽，依赖此方式发展起来的人类文明即将失去基础，人类将面临空前的生存危机。

退一步讲，即使新探明的化石能源储量能避免一百多年后能源枯竭，但人类社会燃烧化石能源的传统利用方式所产生的环境破坏尤其是温室效应，仍然将导致地球难以承载，最终人类还是难以生存，这无疑是全人类的悲哀。总之，人类已公认，对化石能源的利用是不可持续的。人类数千年来的文明发展模式并不能获得一个确定的、可持续的美好未来。

这就是人类目前对能源的利用方式和其可能的最终结局。

人类辉煌的文明将导致人类文明自身的终结！这是目前发展模式下，人类面对有限资源必然产生的结果，这是对人类掠夺本性的极端讽刺，是一个符合逻辑却又异常残酷的悖论。为什么会这样？除了人类本性使然，原因还在于人类利用的化石能源是一条较长的能量传递链条的产物，其中固化了大量的二氧化碳、硫及其他无机盐，而非干净的短链产物。

燃烧的实质是什么

众所周知，人类对能源的利用方式，大多都离不开燃烧，从最初燃烧生物质（如柴草）来做饭、取暖、照明，到烧煤和石油获得高效能量。燃烧获得光和热是人类文明的基石。

那么生物质的燃烧是怎么回事，它的实质是什么？

非常有意思的是，地球上所有生物质和生物质形成的化石能源，都能通过燃烧氧化还原成它们最初始的形态。一旦温度足够高，生物质就会燃烧，其固化的能量会重新转化为热辐射能（温度）和光辐射能（光），以熵增形式消散在空气中，因为它们本来就是太阳能以熵增的形式，从太阳表面通过宇宙空间来到地球大气内的。太阳能的熵增形式就是生物质能源的最初形态。爱因斯坦早就告诉我们，物质和能量可以相互转换。同时，为固化太阳能，从空气中吸收二氧化碳而形成生物体的碳，经过充分燃烧氧化之后，重新还原为二氧化碳回到大气中；而燃烧所需要的氧，正是之前植物生长过程分解释放出来的；最后留下的灰烬，即植物从土壤中吸收的参与固化能量所需的各种无机盐如钙盐、硫盐、钾盐、镁盐等，它们来自土壤，燃烧后还原出来，又回到土壤中。

地球系统内生物质包括化石能源的燃烧，使构成生物质的各种物质回到它们原有的形态和位置，来自空中的回到空中，来自地下的回到地下，以熵增形式消散的仍然以熵增形式继续消散。

那么，为什么生物质会在某个高温条件下燃烧释放能量？我们把太阳与地球放在同一个能量系统内看，会发现太阳就是通过高温释放能量的，所有生物质都是从太阳核反应所释放的能量转化而来，是太阳能量系统的一部分和具体形态，是生物质形式的太阳能，其太阳能的本质未变，因此必然具备高温（燃烧）释放光热能量的物理特性。可以这样说，生物质（包括化石能源）燃烧释放能量就是对太阳高温释放能量的延续或模拟。

这就是宇宙万物的神秘与神奇！

神秘的“自组织”性

这种神秘与神奇，来自宇宙诞生那一刻起就形成的一种自动自发的能量转换且守恒的逻辑机理。它是一种“自组织”现象——生物质燃烧和其他所有能量转换过程，包括前面阐述的光合作用，都遵循这种宇宙万物中最普遍最神秘的本质现象。1975年，数学家、经济学家伯努瓦·曼德勃罗发现了它，一个非线性迭代公式：

Z         Z²+C

这个公式，演绎出了具有无穷无尽的细节和自相似性的曼德勃罗集，这个点集被称为“上帝的指纹”，以数学方式表述了宇宙万物的生成形态。在这个公式里，箭头两边的 Z随时以平方的结果循环代入，这种循环代入的“自反馈”，产生了无限的快速自我复制转换，但每次都产生了微小的不同，这一再复制中演变产生具有同一性又显得千变万化的巨大而复杂的系统，就是万事万物呈现出的混沌现象，比如树永远在不断分杈，从主干到末梢不断复制分杈形成了复杂、系统且与其他树完全不同的某棵树的整体，就是“混沌理论”中“自组织”的结果。这也是达尔文“进化论”的过程。宇宙万物的生成、能量的转换包括地球生物质的燃烧，都自动遵循自组织的转换逻辑和转换结果，其中生物质的燃烧只是宇宙中能量自动自发转换的亿万种方式之一。

这种神秘的“自组织”性，使宇宙大小系统中的万物，皆来源于无限的自我复制，因而无限互联。纵然亿万处亿万次不间断的同时复制，积累起来的微小变化却让每个个体系统看上去如此与众不同，而且人类喜欢接受每个个体在视觉上的不同，以便识别和区别对待，但本质上所有个体都是“同一个”，只是我们对其同一性视而不见，正如佛教说“一即一切，一切即一”，因此佛教反对“分别心”。这种“自组织”现象形成的曼德勃罗集无所不在，它所形成的现实举目可及，比如细胞的分裂、草原、经济体或者大脑，包括每一个人，而且凯文·凯利在其名作《失控》中还进一步表明：“钟表般的精确逻辑——即机械的逻辑——只能用于建造简单的装置。真正复杂的系统，比如细胞、草原、经济体或者大脑（不管是自然的还是人工的）的运作，依靠的完全是一种非技术的逻辑。”所有“自组织”现象包括量子物理现象，绝不是宏观的牛顿机械世界观所能解释的。

这一现象正在对现代企业管理产生深刻的影响。早在2001年刘汉元就如此表述：“知识是网状的东西，各种学科之间是一个相互关联的大系统。”相互关联的即相互转换的，而复制转换中的演变带来了知识的运用变化——智慧，带来了创新的可能。下一步在书中我们可以看到，“自组织”现象在通威各级员工身上，怎样充分表现出创造活力。

因此生物质高温（燃烧）释放能量的实质，是太阳释放能量这一现象在地球上的低能级的模拟、延续。人类利用能量转换燃烧亿万年前形成的生物质化石能源，使亿万年前太阳产生的光和热在地球上继续显现，使人类获得了文明发展所需要的巨大热能和光能——这就是人类利用煤和石油的实质。

麻烦的是，固化在地球上的亿万年前的二氧化碳及其他物质，同样也被燃烧释放了出来，导致地球大气中二氧化碳过量，所产生的温室效应，将灾难性地打破生态平衡，犹如打开了“潘多拉的盒子”。