3.8世界观与能源环境
我们现在可以提出一些中心问题了：牛顿机械论世界观为什么会占领统治地位？为什么它现在还在影响着我们？为什么偏偏在热力学第二定律提出整整一百年后的今天，熵定律会作为与牛顿世界观相抗衡的模式而出现？
我们已经看到，一切生命的基础都是最终来自太阳的能量。整个历史过程中技术和社会机构起着转化的作用，它们把能源从环境中转化出来，使它流过人类社会系统。人类文明所发展的特定技术和社会机构的类型反映了人们生活在其中的能源环境的类型。这是因为不同类型的能源环境需要不同类型的转化器。还有一点到现在也是同样显而易见的，即某一文化或文明所有的世界观是这种文化或文明所处的特定能源环境的反映。世界观对人们为什么以某一特定方式来组织一切生命活动作了解释。当能源环境发生变化时，人们也不得不改变他们的办事方法，即改变他们从环境中转化能量的方法。当人们与世界的相互关系发生基本变化时，他们的世界观也相应发生变化，从而来反映、说明、促进、解释新的环境。
这并不是说从一种能源环境里只会出现一种世界观。事实上，类似的能源环境曾孕育了不同的世界观。但是任何一种世界观都必须与同它相互作用的能源环境相适应。各种不同的狩猎-采集型文化的各种世界观在农业环境中毫无用处，如同农业社会的世界观不会在发达的工业环境里有任何价值一样。因此能源环境为人们规定了他们可以在其中选择自己信仰体系的大致界线。
以牛顿的世界机器模式为例。它出现于公元十七、十八世纪。当时的欧洲文化正从有史以来第一次从再生能源为基础的能源环境转变为非再生能源为基础的能源环境。这个转变使人类从一个体现为循环流通的世界进入了一个数量和贮存的世界。世界观也因此经历了同样剧烈的变化。
围绕着再生能源的转化而组织起来的文化把世界看成是一个不停的季节变迁。出生、成长、死亡与再生的循环是质的过程。能量来源是活泼而丰富多彩的，对再生能源来说，秩序和衰亡的概念不断提醒人们世界是如何发展的。古代希腊和早期基督教的世界观反映了一个基于活生生的、能够再生的能源环境。
我们把再生能源与非再生能源作个比较。煤和石油是以无生命的数量来计算的。它们可被一分再分，而个体部分仍有着与整体相同的性质。一小片煤屑与一大团煤在结构上几乎毫无差别，但一株植物的叶片却与它的茎或根相去甚远了。非再生能源是一定量的贮备，很容易对它进行数量分析和精确计算，并排出先后秩序。然而再生能源却在不断地变化流动着。它们从来不会静止，而是始终处在生成的过程之中，很难对它们进行精确的测量。牛顿的世界机器模式有着准确的数学公式，它强调计算精确，与地点、距离有关。这种模式完全适合有效地控制再生能源基础这一目的。
学者们常常在思索，为什么无止境的进步这一观念会与把世界当作一部机器的观念一起站稳了脚跟。答案可以在非再生能源基础中找到。人们终于第一次找到了这么一笔积累了30亿年之久的永世不竭的太阳能贮备。当社会贪婪地一头扎进了这一大笔能源财富时，人们渐渐把循环和季节的概念置于脑后。有了贮存了几十亿年的太阳能这棵摇钱树，人们再生不必等着太阳每天普照大地来创造能量和生命了。我们有足够的能量来取代太阳能，因此也就不必让自然按其自身的规律去发展了。时间失去了它与事物自然发展的联系，它的真正功能成了对贮藏在煤层、油田中太阳能的开发速度的衡量。怪不得牛顿模式的时间是可以加快或减慢，前进或倒退的了。
有了非再生能源我们就可以随意把太阳打开或关掉。只要我们高兴，就可以把太阳升起的时间延长一倍，因为我们与之打交道的是“贮存起来的太阳”——一个我们可以从地底下挖掘出来任意加以处置的太阳。有了非再生能源，人们深信他们不再依赖自然，并可以按自己的意图重新组织世界。我们再也不必为耗散、衰亡和混乱而忧心忡忡。时间可以被控制，能量可以被创造，而物质进步也就有了保证。
牛顿的世界机器为这种对待生活的新观点，组织其活动的方式提供了依据。这个模式现已受到挑战，并要被抛弃，因为我们即将从非再生能量的基础再次进入再生能量之源。
非再生能源和临近的熵的分界线
4.1能源危机
要准确描绘美国人消费起能量来的那股劲头，就只能用“上了瘾”这个词了。现有的统计数字骇人听闻。只占世界人口6%的美国人，要耗费全世界三分之一的能量。其它高度工业化国家的能量消费与美国相比，不啻小巫见大巫。瑞典和西德的生活水平与我们相近，但他们的人均耗能量只有我们的一半。美国每年耗费的能量要高于西欧所有国家所耗费的总能量，然而他们的总人口则比美国多75%。
我们虽然不可能估算出我们整个能量流通的总值，但我们可以先考虑一下发电量。1970年美国用石油、天然气、煤和原子能为燃料生产了17,000亿度电。这个数字大于苏联、日本、西德、英国这世界上四大能源消费国一年的发电量。
美国的能源消费与第三世界的能源消费就根本不能同日而语了。当你知道象海地这样的国家每人每年只消费相当于68磅煤炭的能量，而美国每人每年消费相当于23,000磅煤的能源时，你还怎么能去计算能源富裕与能源贫困呢？
尽管在能源消费上存在着如此巨大的差距，但美国所需要的能源在最近20年内估计还要增长一倍。如果这种增长速度继续下去，那么人们预计仅仅在200年内，要满足不断增长的能源需要，整个美国的每一寸土地都将被发电厂占有。
到2000年，全世界的能源需求将是现在的4倍。这是由于失去控制的人口增长所造成的。人口增长的统计结果令人吃惊。在我们这个地球上每天有333,000个婴儿呱呱落地。即使每天有134,000人死亡，那么目前世界上每24小时就要增加200,000人。也就是说，明年世界上就要增加73,000,000个居民，他们每个人都要摄入有效能量以求生存。
只有用历史的观点才能理解人口问题的实质。人类人口达到10亿需要200万年。但再增加10亿却只需要10年的时间。第三个10亿只花了从1930年到1960年这30年。增长第四个10亿只用了15年。1960年到1975年，世界人口的年增长率为2%，人口从25亿增加到了40亿。以目前1.7%的增长率增长，世界人口到2015年将达到80亿，2055年将达到160亿。
人口指数的这种增长给世界能源基础带来了巨大的压力。由诺贝尔经济奖获得者瓦西里·列昂惕夫主持的一项联合国调查认为，要在将来几年内保持中等水平的全球经济增长，那么普通矿产的消费必须增长5倍，食品消费必须增长4倍。
更有甚者，世界上许多经济学家还预测，要保证增长着的人口的最低生活需要，就必须在今后的30年内“建造与人类迄今所有建筑量相等的住房、医院、港口、桥梁以及其它各种设施”。这些工程要耗费的非再生能源将是一个天文数字。只要认真考虑一下能源奇缺、价格暴涨、污染严重这些我们已有的全球性能源问题，那么很明显，无论我们作出什么样的努力，我们的国家和全世界都无法满足如人们所预测的未来能源的需求。我们事实上正在耗尽非再生能源的“有效储备”，向一个熵的分界线危险地滑去。虽然统计数字各异，但人们都一致认为廉价非再生能源的时代已一去不复返了。
不久前麻省理工学院主持了一项由来自15个工业国家的工业、政府和学术专家参加研究。专家们的结论认为石油供应“到2000年将无法满足不断增长的需要”。专家们的报告认为，即使能源价格只比现在的价格水平上升50%，那么在1985年到1995年之间世界还是可能经历一次石油危机。成员包括西方国家一些炙手可热的企业界和政界领袖的三方委员会进行了一项调查，其预测与麻省理工学院的预测相差无几。三方委员会的结论认为，到九十年代中期，世界石油将供不应求。哥伦比亚科学家埃米尔·贝诺瓦在《原子学家简报》上撰文说，如果全球消费继续以目前速度增长，那么现存的贮备（大多数专家都认为这是一个过高的估计），那么全球石油告罄的时间不过推迟了25年。
在一本叫《第二十九天》的书里，生态学家赖斯特·布朗作了个计算。他说，可开发的石油贮备摊到每一个美国人头上，每人约500桶。* 提炼以后，每桶石油大约可以生产42加仑的汽油。那么如果每一个美国人驾驶着一加仑汽油能跑10英里的大型汽车每年开上10,000英里，那么世界石油贮备中他那一份就会在十二年里被用完。
4.2人工合成燃料
随着全球范围石油贮备的日益减少以及石油开发、加工和消费的价格逐渐提高，人们正企图转向其它的非再生能源。如人工合成能源正被誉为现代工业社会的救星。称之为人工合成能源实际上是用词不当。一切所谓人工合成能源都来源于非再生能源。
美国的政治家们正在为美国成了“煤炭沙特阿拉伯”而欢呼。事实上，美国的煤炭贮备不象他们预料的那么丰富。政府官员坚持认为美国的煤还能用上500年。他们没有告诉我们的是，如果煤的消费以目前每年4.1%的速度增长的话，那么人们普遍认为我们国家的煤炭贮备只够用上135年。虽然这段时间看上去并不太短，但是如果国家为了抵消石油减产而加快煤的开采，那么离煤的告罄就只是短短的几代人的时间了。如果我们全力以赴地开采大地里剩下的煤矿，那么一定会导致巨额的政府开支和通货膨胀，还会带来更多的污染。
政府现在计划到1990年每天生产100万桶从煤中提炼出的合成汽油。还在此计划的筹
划期间，白宫的一位不愿透露姓名的官员就告诉记者说：“这有可能成为联邦政府有史以来
所制定的最疯狂的计划之一。”
理由很简单。首先，使用目前的煤炭液化技术，那么一吨以上的煤经过提炼、加温、加压后才能得到3至4桶的液态汽油。这就不仅意味着要把大量能源浪费在提炼过程中，而且还意味着每年要比现在多开采好几百吨煤。如果考虑到合成过程所需要的大量用水，那么这也许是根本做不到的。根据一项受到很高评价的调查，“如果目前计划中的所有煤矿、发电站、液化和汽化工厂真的投产，那么不计回收的话，这些工程还需要目前全国用水总
量的3到4倍。”
其次，要加工合成燃料，就必须从无到有建立起一整套的工业基础。目前美国只有一个合成燃料工厂。这家位于肯塔基州凯特斯堡的工厂能从250吨煤中提炼出625桶合成汽油——刚好够上一个汽车加油站的用油。如果要象政府所计划的那样每天生产100万桶汽油，那么至少还要建立20家日产量为50,000桶的合成燃料工厂，而且每家的规模都将大于多数大型炼油厂。政府预算每家合成燃料工厂将耗资20亿美元，但兰德公司一项基于以往费用和能源超支估算的报告却认为，这项合成燃料计划中每家工厂的造价至少还要高出一倍。根据兰德公司的估计，整个合成燃料计划将耗费1,000亿美元，这将是美国长达10年之久的阿波罗登月计划总投资的4倍。当然还有无法估计的投资。比如必须建立庞大的运输管道系统并扩大交通系统，用来多输送几十亿吨煤。《纽约时报》估计，整个计划的耗费可能将达3,000亿美元。
* 在美国，一桶等于311/2 加仑。——译者
即使这么一个天文数字也许是个保守的估计。因为目前美国还没有一个那么大的合成燃料工厂，那就必然会出现无法预料的设计问题。既然政府的这次计划是一个必须在10年内把合成燃料的日产量从625桶提高到100万桶的应紧计划。那么它的实施还必须快马加鞭。这又“会使费用更高，整个系统的质量降低”。凯特斯堡合成燃料工厂的开支就要比预计的几乎高出3倍。目前的原子能工业中由于设备故障而造成的工厂长期关闭已是家常便饭，合成燃料工业也会遇到同样的设计和施工问题。
我们还面临着一个把这20座巨型工厂建造在何处的问题。在过去整整10年内，美国才设法找到了一处建造大型炼油厂的场所。这主要是因为每个地区的居民都对建造会污染他们家园的大型工厂有着一种天生的反感。虽然大家都需要更多的燃料，可是谁也不想在自家的后院看见一家燃料工厂。
事实上，哪怕是勉强适合建造合成燃料工厂的地点也是十分有限的。能源部的一项研究总结说，整个美国只有41个县有足够的煤炭贮存和工业用水能满足一家大型合成燃料工厂的需要。这些县中有一部分——包括煤产丰富的蒙大拿州、怀俄明州、科罗拉多州以及北达科他州的一些县——人口还不到1,000。能源部估计每座标准的合成燃料工厂将使一个县增加20,500人。因而就必须建造更多的居民设施，诸如下水道、住房、街道、垃圾处理厂、学校等。能源部估计每个居民区将负担起7,000万美元的额外开支。
另外，不管是什么形式，燃烧大量的煤还会给环境带来严重的威胁。仅仅这一点就会使合成燃料计划成为泡影。但是对大片荒野的露天开采以及合成燃料工厂的大量污染来说还是麻烦的开头。
美国科学院的一项研究告诉我们：“二氧化碳的排泄所造成的气候影响可能在今后的几个世纪内成为限制矿物燃料能源生产的主要因素。”
煤的过量使用会使大量的二氧化碳进入大气层。二氧化碳组织了地球的热量辐射进入空间，造成了所谓“温室效应”。美国科学院的报告说，在今后75年内大气层内的二氧化碳将提高一倍，“使中纬度地区的温度上升3—6摄氏度，两极地区的温度上升9—12摄氏度”。这将给地球上动植物的生存带来破坏性的影响。整个地球的生态平衡将受到严重的破坏。最可怕的后果之一就是两极的冰帽有可能融化，使地球海洋的水平面提高，并把世界上几乎所有的重要港口和城市淹没在波涛之中。世界气温的剧变还会导致大批动植物种类作出进化性调节的可能性，因为绝大多数动植物种类对地球温度变化作出基因调节需要数百万年。
除了美国科学院，忧心忡忡的还大有人在。过去几年的许多报告都得出了类似的结论。世界瞭望学会的一项研究认为，如果二氧化碳以目前的速度继续排放几十年，那么由此造成的全世界气温上升降带来“可能有着与冰河时代降临与离去时同样规模”的气候变化。
合成燃料使这个问题更加严重。环境质量协会指出，使用合成燃料会使温室效应加剧，因为合成燃料比普通燃料要排出更多的二氧化碳。就同样的热量和功而言，合成燃料排出的二氧化碳是煤排出的二氧化碳的1.4倍，是石油排出的1.7倍，是天然气排出的2.3倍。环境质量协会警告说，如果美国全国一致使用合成燃料，那么南北极冰帽在本世纪末就会全部融解。
热力学定律告诉我们能量的转化过程本身也需要消耗能量。能量的净值是我们减去转化所需要的能量后所剩下的能量总值。如果我们从这个角度考虑合成能源，那么它们的能量效率就是很低的。一家日产量为50,000桶的合成燃料工厂的耗煤量，等于一座功率为1,000兆瓦的热电站耗煤量的3倍。如果我们把用于开采煤矿和生产巨型工厂、运输管道和新交通系统所需钢铁的能量也考虑进去，我们会发现要生产含50B.T.U.*热量的石油，或17 B.T.U.的合成燃料，或6.5 B.T.U.的页岩油，就要用去含一个B.T.U.热量的石油。
合成燃料计划的其它方面也存在着类似的问题。就拿页岩油来说，1.5吨的含油页岩才能提炼出1桶页岩油，而且生产过程中还需要2桶水。而提炼过程中页岩油还会产生剧毒气体，也需要妥善处理。要产生一桶焦油，就得炼4,400磅的焦油沙。由于从一种能量形式（页岩和焦油沙）转化为另一种能量形式（液态油）需要耗费大量能量，因此最后能量的净产值很小。人们估计，即使有最先进的提炼技术，页岩大概也只能提供美国目前所消费的能量的2%。
4.3核裂变
到最近为止，人们还把找到能源代用品的希望寄托在原子能上。这种希望正在迅速消失。早在1979年3月，美国三里岛核电站几乎炸毁以前，核工业的一些内在问题便开始给“和平原子”的未来笼罩了一层阴影。
由于生产成本高得出奇，以及出于健康和安全的考虑，核电站的兴建数大大减少。美国1973年订货的核电站有34座。1974年是27座。到1975年定货单猛跌到4份，1976年只有2份，1977年又回升到4份。先不考虑一座核电站的造价可达20亿美元之高，就是它的隐藏开支也会使原子能是“廉价能源”的神话不攻自破。一份于1978年公布的众议院报告声称：“与流行的观念相反，原子能已不再是一种廉价能源。实际上，如果我们把放射性废料和耗尽的核燃料的处理，使之失效，以及永久性管理的那些还无法预料的费用也估算到价格中去，那么原子能的价格可能远远超过诸如煤这样的传统能源。”
除了价格因素，原子能还会带来无法用技术手段来解决的社会和健康问题。开采核反应所需要的铀矿不仅会给矿工带来癌症和其它疾病，还会给铀矿附近居民的健康带来严重的副作用。美国西南各州已经积累了1亿吨铀矿下脚（铀被提炼后所剩下的矿石）。这些放射性废料的半衰期将长达80,000年。科罗拉多州的建筑公司曾用这些下脚建造学习和住宅。医生们已经注意到在那些房子里居住或工作过的人们所生的孩子先天生理缺陷有所增加。
核反应堆也根本不安全。三里岛事件不过是核工业遭受的一连串故障和放射性物质泄漏中最严重的一次。其实美国的每一座核反应堆都在不断地把少量的放射性物质排入环境中。当然核工业界会马上声称放射性物质的泄漏低于可被接受的标准。但他们却对任何剂量的放射性物质都有潜在危险这一事实讳莫如深。任何量的放射性物质都是过量的。只要有一颗放射性粒子侵入一只细胞就会引起癌症或遗传突变。然而这个过程却是缓慢而又难以察觉的，从遭受辐射到病变开始可能会长达20多年。因此，今天的核电站也许正在传播一场未来的癌疫。关注科学家协会估计到，2000年，在美国直接死于反应堆故障放射性泄漏事故的将
* B.T.U.，英国热量单位，等于252卡。——译者
约达15,000人。关注科学家协会预计，要是发生“中国综合症”，那么死亡人数可达10万，而且成千上万平方英里的土地还将被污染多年。
还有一个更为严重的问题。每个核反应堆每年要生产出400到500磅的钚。钚是制造原子弹的基本材料。照目前的速度，美国的每一座反应堆每年可生产能制造出40枚核武器的钚。不到20年，各国使用的可裂变物质可用来制造20,000颗原子弹。要防止这些物质所引起的危险是不可能的。在美国，有700磅的钚已从核反应堆和贮存地点失踪。现在，制造原子弹的技术在全国各地图书馆都可以查到，那么源源不断地制造钚就等于邀请人们制造或使用核武器。在一项叫《核战争的影响》的研究报告中，技术评价局提出，恐怖主义者的一个小规模核装置就可以炸毁市中心好几个街区的高楼大厦，释放出比人体可忍受剂量高出1,000倍的放射性物质，并给郊区带来致命的污染。要屠杀生灵其实也不一定非要原子弹不可。如果把钚释放到城市的上空，那么一块40平方英里的地区就被污染100,000年。
接着还有一个无法解决的核废料处置问题。令人难以置信的是，尽管人们为研究和发展核能而呕心沥血，为建造核电站而耗费了几十亿美元的巨资，但科学界，能源公司和政府对任何处理放射性废料却是一筹莫展。美国科学院核废料处理委员会的负责人，哈佛大学的哈维·布鲁克斯说：“我估计，如果公众最终不能接受原子能的话，那么主要原因将是他们对核废料处置的看法。”
到1976年底，美国各地的核贮存库已有3,000公吨的废燃料棒。1983年，这个数字增加到13,000吨。另外一个麻烦是固体废料，即被污染了的衣物和设备。现在已有13,000,000立方英尺的带放射性物质的固态废料，共含有2,200磅钚。核工业界还预计达到2000年，还会有15,200万加仑放射性液态废料。虽然人们预定了许多计划来“安全地”埋掉这些废料，但没有一项计划最后能行得通，因为根本无法保证一种致命物质能被安全地存放几千年。我们民族一共只有200年的历史，而人类文明也只有几千年。然而我们却胆大包天，自己制造出一项计划，能在比人类文明历史还长的时间里安全存放这些致命的放射性物质。
除了长远回顾以外，核工业至今还未成功地找到适用于八十年代的贮存手段。尽管现在原子能废料并不太多，但核废料存放地的泄漏事故已时有所闻。目前已有50多万加仑的放射性液体从华盛顿州里奇兰美国政府核基地的贮存罐里泄漏出来。联邦环境保护局的一项调查报告提出，“放射性颗粒正向核电站外逸散”后，肯塔基州于1978年6月关闭了它在麦克西茀莱茨的核基地。田纳西州的橡树岭，马里兰州的海洋城以及加利福尼亚州的金山附近，都发生过类似的泄漏事件。
即使美国原子能工业的发展势头继续平缓，本世纪后每过两三年还是需要找到新的存放地来埋掉所有废料。这就需要人们把这些地方严密监测、武装守卫25万年，以防止核废料对生态环境的污染。核废料失去有害作用的平均时间为25万年。
4.4核聚变
尽管原子能带来了无法克服的困难，但它的阴魂却久久不散。20年前有人向美国公众夸下海口，说核裂变将给人类带来一个“用之不竭、没有污染又极为廉价”的能源的时代。如今虽然三里岛之类事故已给了这一类神化致命打击，但又有人开始对一种新的希望——核聚变的希望——顶礼膜拜起来。其实核聚变的热衷者所鼓吹的东西与20年前核裂变的热心者所宣扬的神话是同出一辙的。
聚变按其定义而言是裂变的逆过程。核裂变反应是使一个原子核分离，而聚变则把两个不同的原子的原子核互相碰撞后“聚合”在一起。核聚变原子能并非新鲜事物；太阳上的核聚合反应千秋万代从来就没有停止过，几十亿年来一直在释放着哺育地球生命的能量。五十年代人们在制造氢弹时发明了通过核聚变来释放能量。科学家们目前正企图找到一种途径来把核聚变反应控制在核电站里，从而控制并利用它所释放出来的能量。
热衷于核聚变原子能的人坚信，聚变过程比裂变更为有效，产生的放射性污染又少得多，而且也许有一天能以海水中的取之不尽的氢为原料。从一定意义上说，核聚变原子能就是当代的永动机。但是熵定律既然排除了任何永动机的可能性，它也就大大地限制了核聚变原子能的可行性了。
首先，谁也不能保证受控核聚变是否能持续进行。一个反应堆要有商业价值，反应堆核心部分每秒钟必须聚合100万亿个氢原子核。到目前为止，受控热聚变的持续时间还不到几分之一秒。除非把反应时间延长，否则聚变过程所耗去的能量将大大超过产生出来的能量。根据最乐观的估计，核聚变至少要等到2025年才能产生有商业价值的能量，而靠它来解救世界所面临的能源危机，也许已为时过晚了。
核聚变原子能还有一个问题。在现有的几种核聚变技术中，人们正在探索的是一种叫氘-氚反应的聚变类型。之所以称它氘-氚反应，是因为它将这两种同位素聚合在一起。氚是从锂里提炼出来的，而后者是一种几乎与铀同样稀少的非再生物质。因此，核聚变原子能并非用之不竭，只要锂的储存耗尽，那么用核聚变来生产原子能就是不可能的了。*核聚变原子能电站还将需要大量能量高度集中的非再生资源，例如铌与钒；这些资源本身就已经十分稀少了。一座功率为1,000兆瓦的核电站还需要280磅铜，而铜的供应又是日益稀少的物资。
第三，一座核聚变反应堆的“干净”并非真正的干净。就象铀矿矿工会遭受辐射伤害一样，开采锂矿的工人的健康也会受到影响。核聚变反应堆也不能说不会产生核废料。一座大型核聚变原子能电站每年能带来250吨放射性垃圾。核裂变反应堆所面临的放射性物质的贮存问题，也会给核聚变反应堆带来麻烦。
目前可以想象的任何核聚变反应堆的设计都会遇上巨大的技术和维修上的困难。科学家们之所以试验氘-氚反应，原因之一就是这个反应的工作温度只有摄氏一亿度。可用海水作为原料的氢-硼反应的反应温度可达30亿度。一旦我们意识到至今还没有任何材料能抵御如此高的持续温度和如此强烈的辐射的话，那么这些惊心动魄的数字就有一层更深的意义了。巴特勒太平洋西北实验室的高级科研人员布朗·R.伦纳德博士说过，核反应过程所产生的热量和辐射可能会使核聚变发电代价过高。“那种等级的辐射会摧毁钢铁和其它结构的材料……使这些材料迅速变脆。核电站会经常关闭，部件得不断更换。”象核电站反应堆围墙之类的结构部件有困难必须每年更换。鉴于核反应堆辐射的强度，人类是无法安全完成维修
* 实际上氚是从把含氘、锂、硼或氮原子的物质放到具有强大中子流的原子反应堆里，或者用快速的氘原子核去轰击含有大量氘的化合物（如重水）而得出的。虽然6,000个氢原子里只有一个氘原子，但每个水分里有两个氢原子，而地球上70%的表面都是水。——译者
工作的。而要设计整整一代用于维修工作的机器人又要用去一大笔开支。目前谁也无法预料核电站的寿命有多长，但一般估计不过25年而已。当核电站的工作量超过了它的负荷量时，电站就得被拆除、运走并埋掉。
物理学家、利用太阳能发电的倡导者艾默里·洛文斯说过，即使不谈技术和资源上的问题，核聚变发电也是“一种违背意愿的做法，即建立综合性的、权力集中、技术密集、造价昂贵而进程又缓慢的工程，目的是为了发电”。他认为，任何核能技术都无异于用链锯割黄油。
4.5矿物
无论是体现为石油、煤、铀还是太阳能的能源都不能被割裂开来加以考虑。如果我们想从环境中提取能源，我们就要花去以井架、拖拉机和机械设备为形式的非再生资源。因此，能量的耗散只是我们这个地球正在经历着的物质极限的一个部分而已。地球上维持高度工业化经济所需要的每一种重要的非再生矿产正在被消耗殆尽。仅仅在美国，每年“为发电厂、交通运输、学校、机械工具、家庭、桥梁、医疗和重型设备而消费的新矿物摊在每个人头上要达40,000磅”。
美国要对地球上所剩无几的珍贵矿物的疯狂开采负主要责任。据美国内务部的统计，美国每年生产、进口全世界矾土产量的27%，全世界铁矿产量的18%，全世界镍矿产量的28%。全世界要是达到美国这样的生活水平，那么假定从现在到二十一世纪初世界人口增长一倍的话，地球上许多非再生矿物的产量就必须提高200倍。虽然大多数发展中国家都把美国的生活水准作为目标，但这显然是个梦想。
许多专家们预计（以目前的消费率来看）全球各国将在75年或更短的时间内“耗完人们迄今所知道的世界上有用金属可再生贮备的一半”。美国地质勘测局的地质学家普雷斯顿·克劳德也是这么认为的。克劳德1978年在众议院联合经济委员会作证时说，到下个世纪初，濒临告罄的矿物资源中包括铜、黄金、锑、铋和钼。到2050年，美国国内可开采的锡、商用石棉、钶、氟石、云母片、高品级磷、锶、水银、铬和镍已经开采完了。
对需要进口的重要矿产的不断依赖，再加上为占有所剩无几的物资的全球性竞争，必然会使价格飞涨，使矿产输出国手中讨价还价的筹码增加。石油输出国组织就是这样一个例子。
非再生资源在社会中的流通必然也会影响到可再生资源的消费。虽然森林和鱼类作为有机体繁殖后代是绰绰有余的，但这些资源的年消费量已高于它们的补充了。熵值很高的经济系统对再生资源的消耗如此之快，以致这些再生资源本身实际上也变成了非再生资源了。在矿物燃料时代到来之前，人类的能量流通几乎完全依靠森林、草原和谷物耕地。现在有迹象表明，这些系统的生产能力已经过了顶峰阶段，正开始下降。自1967年以来，全球的森林生产能力一直在下降，而海洋中许多传统捕鱼区的鱼群“已捕捞一空”了。谷物产地的生产能力按每人每年生产的谷物公斤数计算，在1976年也达到了顶峰。至于草原地区羊毛、羊肉、牛肉的人均产量都已开始减少。
尽管联合国、美国国会和学术界的研究报告和听证会提供了不可辩驳的数据与证明，但还是有那么一些人顽固地认为按目前的增长速度，世界上的非再生能源能永远——或至少在将来很长一段时间内——满足人类的需要。他们的出发点是毫无根据的。
比如有人就常常鼓吹整个地球都是由矿物组成的。这个观点忽视了如下的事实，即只有很小一部分矿产是有用的，或者有开采的可能性。假定整个地球都被转化成了能量，那么我们就都可洋洋自得了。如果世界上10种最有用的矿产按目前的3%的速度增长的话，那么在700年内我们的确会开采掉与地球重量相等的矿石了。只要我们考虑一下人类在地球上已经存在了350万年，而地球本身又比人类多存在了40亿年，那么700年就不算太长的时间了。
还有人坚持说，从海底开发的锰团能够成为一种有色金属资源。一些专家们认为，锰团能够提供“等于目前产量四分之一的铜，3倍于目前产量的镍，以及6倍于目前产量的锰”。专家们相信这些数字在将来还可以翻两番。这些数字乍听起来确实喜人，但只要考虑到指数的增长，那么事情就不一样了。按目前的消费水平发展下去，100年后的铜的需要量将是目前水平的90倍，镍将是目前水平的28倍，锰将是目前的17倍。这将完全抵消掉从这些附加贮藏量自然增长的几年或几十年的短期优势。
4.6代替、再生与节约
有人认为，通过用较常见的矿产来代替较稀有的矿产，或者通过对现存矿产的有效回收，我们能够使现存的非再生矿物贮备万世不竭。既然绝大多数重要金属的供应都在迅速减缩，在生产过程中用一种金属来代替另一种金属实际上无甚意义。正如威廉·奥弗尔斯指出的：“总的来说，替代品（比如用来代替铜的铝）不如被替代的材料那么有效，因此要完成某一特定功用，它需要更多的能量。”而且有些材料有着独一无二的特性，是任何其它材料都替代不了的。
回收也常常被看成是解决物质资源耗散的手段。目前，回收已能满足锑的年需求量的二分之一，铁、铅、镍的年需求量的三分之一，水银，白银，黄金与铂的四分之一。但我们不能忘记，回收过程也是受热力学第二定律的制约的。在某种矿产的回收过程中，它的一部分必然会不可挽回地损失掉。我们前面已经谈过，目前大多数废金属的平均有效回收率为30%。回收过程还会带来更多的污染，而且也需要更大量的能量输入来“收集、运输、转化”分散的材料。如果考虑到矿产消费的指数增长，那么金属的回收就象金属的替代一样，只能争取到短得不能再短的时间——几十年，最多50年。虽然卓有成效的回收对我们的未来是必不可少的，但现有的数据表明，在看得见的未来，回收只能满足我们能源总需求的1%强。
节约的方法与回收一样，无疑是有一定价值的。但它也不能解决全部问题。人们常说生活水平与我们相等的欧洲国家的人均能量消费只是我们美国的一半（对这种说法我们自然可以回驳说，即使美国把目前的能量流通紧缩一半，我们面临的指数增长、能源耗散和污染等基本问题会依然存在。欧洲毕竟不是环境的天堂）。虽然节约是必不可少的，但实际上任何节约方案都必须在现存的能量高消费的基础上加以实施，因而必然受到很大限制。任何节约的努力，一旦超过了现存基础所严格规定的界线，就只会在能量流通过程的各个环节造成严重的混乱。
联邦政府目前希望提高空调系统的恒温器温度来节省电力的企图，就从微观上表明了在一个高能量系统中厉行节约会造成什么样的混乱。美国人对空调的依赖是举世闻名的。早在1922年，美国的一家电影院就第一次安装了空气冷却器。现在，美国人仅仅在夏季三个月内为空调所消费的电力，就要比整个中华人民共和国一年内所消费的电力还多。而中国的人口是美国的4倍！
空调一开始只是一种新奇玩意和便利设施，但现在已成了我们社会不可缺少的一部分。过去的20年内能量流通高得惊人，从纽约的世界贸易中心到加利福尼亚的节日旅馆，美国各地建筑的窗子很多都是设计成密封式的。当时大家都以为将有足够的电力能为一个彻底密封的系统提供空调。然而一旦恒温器的温度提高后，楼内的居民就需要新鲜空气和习习清风。唯一能办到的是把成千上万幢建筑中的几百万张窗子全部换掉，这就需要耗废大量的能量、资源、时间和人力。
节约电力的这一简单举动还有其它的意义。新建筑的冷暖气系统的最佳工作温度比政府规定的温度要低。一些大楼的管理员发现，要使大楼温度符合政府条例，他们还得加热通气管道。
问题还远远不止这些。我们认为必不可少的许多程序都是为空调系统专门设计的。如计算机要正常运行就需要低湿度和较凉的空气。空调一旦关掉，它们就不能工作了。各银行发现，把恒温器温度提高会使室内湿度提高，从而使信封浇水发粘。许多饭店顾客发现，他们心爱的饭店一旦离开了空调，就无法排除厨房烤炉发出的高温。
改变恒温器的温度，还会产生生理和心理的影响。从某种意义上说，我们中的很多人已完全习惯于空调，以致人类在历史的99%时间内都轻而易举地忍受了夏季温度和湿度，在我们已是无法忍受了。某一项报告说明，空调较差的办公室内工作人员的效率会降低。熵定律又一次显示了威力。
这样的例子不胜枚举。这并不是说我们不需要节约。但节约方法只是在某一系统的最低能量流通的极限内才是有效的。而城市化、工业社会的设计往往恰好相反——设计这样的社会就是尽可能地提高能量流通的。在当代生活的前提下，现存的高能量基础上的节约措施不过是一种缓冲剂而已。
熵和工业时代
5.1经济学
工业化国家，特别是美国，已临近熵的分界线上。400年来，曾为工业时代提供了大量贮存太阳能的世界非再生能源基础已接近涸竭。能流渠道的每一阶段都出现了日益严重的混乱现象，而且，技术、组织上的变换器装置也趋向于复杂化、集中化、专门化、也更容易出故障。
对于这一点，并非只有经济学家才能理解。由于我们的生存有赖于各种形式转化、交换和排除能量，所以，在社会临近熵的分界线时，我们就亲身经历了能流渠道中的严重脱节现象。在处理通货膨胀危害时，整个过程表现得尤为明显。近5年来，美国人在各个重要民意测验中，都把通货膨胀列为他们首要关心问题。金融专栏作家西尔维亚·波特说道：
如果不拿出比先前更大的勇气和才智向通货膨胀开战，我们的人民便会自己葬送掉自己的前程。六十年代的动乱与八十年代的风暴相比，不过是一场游戏。
波特和其他专栏作家完全没有认识到，今天的通货膨胀同非再生能源的涸竭有着直接联系。环境中可资利用的能源来之不易，开采费用也在与日俱增。能流渠道上转化、交换、排除等环节所需支出也越来越大。其结果是，对生产和和消费者来说，物价都上涨了。以往能流渠道上出现的混乱越来越严重，这迫使人们付出更大的经济、社会和政治代价，对生产者和消费者双方来说，物价又进一步提高。能源环境越近涸竭，通货膨胀的螺旋上升就越迅速。这里的原因很简单；开采、加工现存的能源需要更昂贵、更精密的机械和更多的资金；控制、处理能量流通中由能量消耗引起的混乱现象也需要更多的资金。
美国最杰出的能源专家之一巴里·康芒纳博士认为，我们依赖的所有基本能源都出了同样毛病：
这些能源要么就是非再生的，要么就是承受着过分复杂的技术，或者是两者兼而有之，所以它们要求我们不断增加投资；这些能源的生产成本不断上升，对于私有制经济的自由市场来说，价格偏高。
康芒纳随即用数据不可争辩地证明了熵定律对整个过程的影响。1960年，能源生产每投资1美元便可生产出2,250,000B.T.U.的能量。13年后的1973年，这个数字降到每美元生产出1,845,000B.T.U.的能量。13年里，能源生产中的资本生产能力下降了18%（附带提一下，所有数字都折算成1973年美元以抵消通货膨胀的影响）。
由于环境中的能源来之不易，而且开采费用增加，所以，能源工业从能流渠道的其它部位转移走了越来越多的追加投资。今后10年里，能源工业需为其运转筹措到9,000亿美元以上的资金。由于那些公司内部的现得收益还不足以满足需求，所以，它们不得不设法从外面筹集到这笔数目一半以上的资金。就是说，往常投资于其它经济领域的资金将被挪用来维持能源工业。七十年代，美国工业总投资的24%被用来扶助能源生产。据估计，1985年，所有投资中将有三分之一以上被用于能源生产。
鉴于越来越多的资金已被用在能源生产上，能源转换器（包括机器及机构）就变得更加集中、复杂、强大。今天的美国能源系统拥有1,810亿美元的资产，也就是，占“美国最大500家公司资产（和销售额）的29%”。“莫比尔”、“爱克森”和“德士古”等能源公司庞大无比，其中20家公司的产值竟占国民生产总值的18%。新建一家汽油炼油长需5亿美元，一座核电站的价格则在10亿至20亿美元之间。只有那些巨头公司才有力量在能源竞争中站稳脚跟。
毋容置疑，能源是所有经济活动的基础。因此，从一开始就上涨的费用沿着能流渠道逐步提高。最终，消费个人按照通货膨胀率不断掏腰包。
“经济选择试验计划”是华盛顿的一家智囊组织。最近，该组织对通货膨胀的基本原因作了细致的研究。该组织的总结报告提出，就消费者的四大基本需求（能源、食品、住房、医疗）而言，价格上涨与能源的转化、交换费用增加是有密切联系的。虽然这是一个很明显的事实，但多数有代表性的经济学派还是把注意力放在第二位的因素上，如工资、财政和货币政策等等。
对于80%的美国家庭来说，它们家庭开支的70%以上是花在这四个基本需求上。该组织分别研究了这些需求领域，发现了通货膨胀的根子在于非再生能源已经涸竭，为了继续维持能量流通，技术、结构和组织上的成本费用都增多了。例如，就能源而言，光是汽油、电力、燃料、石油和煤便占普通人家开支的近12%。该研究发现能源价格上涨“每年剥夺掉普通美国人1%的家庭购买力”。
食品约占普通人家开支的28%，而物价却在以每年递增8%以上的速度飞涨。该报告发现，这股物价上升势头源出于能源价格的提高，而能源价格提高又和农产品的种植、加工、运输、包装成本提高以及世界人口对美国食品的需求量增加不无关系。同样，在住房和医疗方面，我们也可把螺旋式膨胀归咎于非再生能源价格提高。之所以如此，是因为所有经济活动都把主要能源基础当做它们的根本。
这样，通货膨胀最终便是度量熵状态的一个标准。环境熵越近最大值，能源渠道上的一切就越是昂贵。如上所述，转化能量所需成本提高的根本原因在于能源的探测、开采和加工已变得更加困难了。机构、部门、集团和个人也需花更多的成本用于彼此间的能量交换上，这也反映了能源开采和加工成本日益增加的趋势。
我们已经看到消费者在基本需求要价抬高的情况下，是如何最终受到高成本的影响的。挣工资的人们也受到了影响。即，虽然工资提高了，但实际购买力却跟不上生活费用的上涨。1976年的平均周薪折算成不变美元（消费者物价指数被降低）后，低于1971年的水平。工资和实际购买力的差距越来越大，其中的差额部分原属劳动工资，现被用来贴补维持不断增加的非再生能流的成本。具体情形如下：从能流渠道的开端起，成本便开始上涨，渠道上每一其它组织所需的成本也随之上涨。为了弥补增加了的开支，整个能流渠道上，从开采到销售的各经济组织都试图以减少工资支出的办法，来维持现有的盈利水平。这就导致了“实际”工资与购买力的降低。而购买力的降低实际上又意味着消费者越来越不能满足他们的能量需求了，这包括食物、衣着、医疗保健，等等。换言之，如上所述，越来越多的能量（或资金）被用于维持所有的经济组织及与能流本身有关的机制，人体内的能量流动反倒慢下来了。
物价昂贵和实际工资降低，使消费者和工人各受其害，能流渠道上的垃圾和混乱堵塞引起的费用增加，使纳税人也蒙受了损失。由于能流通过系统时产生了大量的垃圾，纳税人不得不承担起大部分清理和排污费用。根据“总统的环境情况委员会”的年度报告，1977年内，纳税人交纳了近160亿美元用于控制污染上，而且，据统计，这项费用还将每年递增20%。该委员会预测，今后10年内，环境保护的总支出将超过3,610亿美元，其中大部分将来自政府税收。
最后，纳税人也要为能流渠道的分布情况所引起的经济、社会动乱掏腰包。例如，由于本系统的就业、收入分配形式之故，一些个人、团体和阶层便被置于转化—交换过程的外围。随着环境熵的增大，整个能流渠道上的费用也随之提高。这部分人口就先陷入了经济困境。为了补偿紧张的经济状况，越来越多的下层人们被从能流渠道中赶了出去。此时，政府必须出面干预，为这些人的能量需求提供福利及其它照顾。说到底，失业是熵过程的另一面。能源枯竭越快，失业或就业不充分的人员便越多。从地方到联邦的各级政府组织必须扩大干预，救济那些在能源危机中首先受害的人。
在其它直接受到失业和贫困影响的领域里，政府也扩大其职能，增加治安、公共卫生等方面的支出。此外，还得以税收形式从能流渠道上转移更多的资金用来支付公共官僚机构不断增长的经费。今天，美国就业队伍里有16%是某个公用事业组织或政府机构的雇员。这些政府组织的不断涌现是为应付和控制能流渠道上激增的经济、社会混乱现象。然而，如同经济组织一样，这些政府机构为自身生计最终要挪用越来越多的资金，进而加重了税收负担，减少了人类消费的能量流通量。能量被从人类那里榨走而用于维持和扩大经济、政治官僚机构上面，这样一个恶性过程已以越来越快的速度进行，到末了，整个社会组织就会一头撞进了熵的分界线的另一侧。
现在，我们应该清醒地认识到，经典经济学理论解决了世界经济面临的日益严重的危机。不论是社会主义的经济分析还是资本主义的经济分析中都没有熵定律的立足之地。但是第二定律仍是各种经济活动的主导原则。如果我们认识不到这个基本真理并据此调整所有经济政策，那么，地球就将更快地蒙受经济和生态灾难。
200年前，亚当·斯密首先提出了现代经济理论的原则。同那时一样，今天的社会主义和资本主义国家的经济理论的依据均为经典机械论。每个经济政策后面，都有牛顿、笛卡儿、培根、洛克和斯密等人的阴影。
资本主义经济学家依然认为经济制度是一个机械过程，其中，供求双方的职能如同钟摆一样，来回摆动，相互间不断保持一致。翻开任何一本经济学启蒙教科书，它都会告诉你，经济学不过是用供求曲线表示的平等交换关系。当消费者对某种商品和劳务的需求增加时，销售者便会相应提高价格。如价格被抬得太高，这种需求便会下降或者转移到其它商品、劳务上去。这迫使销售者将价格降到能重新吸引需求的水平，如此等等。尽管这些年来人们已作了不少修改和提高。供求市场手段的基本理论仍是所有经典思想的中心内容。
社会主义的经济学家对市场手段持否定态度，同时，他们却又赞同资本主义经济学家关于整个经济环境决不会涸竭的观点。至于新资源来自何方，资本主义和社会主义的两派经济学家们都认为，新技术总能为人们提供一条发现和利用未被开采资源的出路。资源基础本身则被视为用之不尽、取之不竭的。
根据资本主义和社会主义的理论，经济活动能变废为宝。请记住，洛克曾相信，任何事物本质上只有在加进人类劳动之后才不会被看作无用之物，人类劳动是事物变成能供社会交换、消费的有用产品。现代经济理论搞乱了第一定律和第二定律，完全曲解了一切经济活动的全部基础。第一定律指出，所有的物质-能量都是守恒的，创造不出，毁灭不掉，只可被转化。第二定律则认为物质-能量只可作单向转化，从可得到不可得，从有用到无用。每当能量从环境里开采出来并得到社会加工的时候，都有部分能量逐步消耗或浪费掉了，这种消耗或浪费一直继续到所有的能量（包括加入产品内的能量）以种种形式在能量流通的终端变成垃圾。
多数经济学家却不理睬这样一个简单道理。他们固执地认为，人类施加在自然资源上的劳动创造了更大的价值，而不是减少了价值。由于机械资本最终被看作是过去的人类劳动与资源的结合物，所以，机械资本也被看作是在创造经济价值。他们拒绝接受关于机器和人什么也不创造不了的观点。机器和人在过程中仅仅提供“暂时效用”，只能把现有的能量供应从有用状态转化到无用状态。
经济学家们坚持认为人类劳动和机械创造的仅仅是价值，这是因为他们相信永久、无限的物质进步模式。但是，第二定律告诉我们，每当人的能量、机械能及其它能量创造出有价值的产品的时候，整个环境中便会出现更加严重的混乱，产生出更多的垃圾。我们知道，连我们制造的有用产品最终也会变成垃圾或被消耗掉的能量，所以，从积累“永久”性的可用物质贮备的意义出发，不存在着“物质”进步这样的事情。我们在世界上创造的一切，最终都会化为乌有。
这里面具有非常的涵义。请思考一下生产率的概念。资本主义和社会主义制度都是根据每个产量单位所需速度来给生产率下定义的。人们由于尽快地完成了某项特定工作而受到了鼓励。热力学衡量生产率的标准更加恰当，它强调的是单位产量产生的熵，而不是单位产量的速度。前些年，曾有人研究，生产一辆汽车究竟要花多少能量。这项研究表明，生产汽车实际耗费的能量要比必需耗费的能量多出好多倍。为什么要多费能量呢？使汽车产品更快地离开生产流水线。产品生产中，越是强调转化速度，非必需的能量耗费就越多。我们在现代工业经济中浪费的能源，很大部分是为加快速度所付出的代价。
有趣的是，在偏远公路上发现自己的油箱中的汽油即将告罄的人们都懂得，按单位产量速度给生产率下定义不同于按单位产量的熵给生产率下定义。在汽油即将用尽，又不知道下一个加油站还有多远的时候，驾驶者可有两个选择。他既可以加大油门，努力尽快到达前方加油站，也可以慢悠悠地朝前开。毫不奇怪，我们中许多人在面临这样的情况时，一般会作出加大油门的反应。不知怎么的，他们认为加快速度可增大到达下个加油站的可能性。而事实恰恰相反。汽油用得越省，汽车就能行驶越远。耗时虽然多些，但省下的油却可用来多行驶点路，也就抵消了时间上的损失。依照热力效率，生产率是单位产量的熵的量度，而不是单位产量速度的量度。
熵定律也告诉我们，每当我们加快人或机械劳动的能量消耗速度时，熵的减小或产品价值的提高便会在整个环境中的其它地方引起更严重的混乱。因此，只要生产率按照单位产量速度来量度，将资源转化成经济效用的过程就要耗费不必要多的能量，而这种增加了的能量流通势必将引起更大的混乱，或者引起熵的增大。最后，社会得为此付出代价。“匆忙中浪费多”，这句古老的格言说明人们对熵定律的作用有着本能的理解。
只要还有足够的矿物燃料和那些形成、维持工业方式的金属矿产，用单位产量速度来解释生产率还是合乎逻辑的。由于现有的物质能量基础已日趋涸竭，以前经济活动的熵正以超出本系统吸收能力的速度积累，为了适应热力效率在生产和消费的经济过程中的要求，经济学家将要对他们的生产率观念作出重大改变。
经济学界尚未理解“熵定律是贫乏在物理上的首要对应物”。这在“平衡预算”的讨论上表现得尤为明显。人们已普遍认识到社会消费速度不能超过生产速度，而经济学家们对预算的最终平衡不是发生在社会内部，而是在社会和自然之间的事实却一无所知。赤字问题之所以解决不了，是因为他们尚未理解经济活动可在更大的环境范围内进行。如用近似的方法求得平衡预算，社会的消费速度就不应高于自然生产速度。生态系统的运转就应尽可能地接近稳定状态（热力学定律告诉我们，完全稳定状态是不可能达到的）。从低熵到高熵的整个转化过程的速度，应适应于本系统保持生产与消费间相对平衡的能力。为维持生态循环的平衡，垃圾产生后又被回收，然后通过再循环重新得到利用。虽然从热力学上来讲，百分之百的再循环是不可能的，然而生态系统却可尽量接近生产与消费间的理想的平衡预算状态。
经济活动不过是人类对生态循环的干预而已，它把借用的低熵输入转化成暂时的效用，最终，又在生态循环中以高熵垃圾形式把熵输入排除掉。如果社会以高于自然本身转化速度把借用的低熵物质能量转化成效用和垃圾，赤字便会上升。倒回本系统内的垃圾来不及被吸收和再循环，这就为环境制造出越来越严重的混乱，增加了社会的外部开支。同时，由于可得物质能量的涸竭比自然再生产快，因此自然日益贫乏，社会的补给费用越来越多。当然，我们应该认识到，即使社会懂得消费不能快于自然生产速度，并且努力使预算与自然平衡，赤字的增长仍是消除不掉的。我们至多可以放慢赤字的增值率。这是因为，利用任何诸如石油和天然气之类的非再生能源，都会自动地使赤字增加。从一切实用目的看，这些非再生能源代表的是仅供一次性使用的固定生态资本贮备。
为避免对生态循环造成严重的破坏，我们应最少地利用非再生能源，并将可再生能源的消耗控制在可以补充的范围内，这样，我们就有可能最低地降低社会消费和自然生产之间的赤字。
人们之所以对平衡预算、赤字的性质产生误解，是同他们在货币和债务问题上的态度分不开的。近年来，弗雷德里克·索迪、赫尔曼·戴利等几位学者都试图指出：有关货币和债务的社会观念同自然熵流动之间存在着明显的矛盾。举例说，货币是国债的一种形式。它代表对社会全部物质财富的留置权。个人可用它在将来某时换取实在的物质财富。经济学家们完全忽视了社会物质财富的创造力并非无穷无尽的问题。热力学定律为可生产的物质财富已规定了极限。然而，货币的制造和流通却不受限制。这个问题在引进债务和复利概念后表现得尤为明显。诺贝尔奖获得者、化学家弗雷德里克·索迪曾在50年前指出：
债务受数学定律的支配而不受物理学定律的支配。和受热力学定律左右的财富不同，债务不会年老腐朽，也不会在生活过程中被消费掉。相反，根据有名的纯利和复利数学定律，债务每年在递增。
当社会以复利数学思想同热力学的客观实在相对抗，就会产生一些不可避免的后果，对此，经济学家赫尔曼·戴利作了解释。他说，尽管债务能按复利永远增长，实际物质财富却不能以同样的速度不断增加，这是因为，“实际物质财富的物质性质受到了摧毁性熵的力量的支配。”戴利赞同弗雷德里克·索迪所作的分析，他指出：
既然财富不能象债务那样快地连续增长，这两者之间的对应关系便将在某个关头破裂，即必然会发生某些拒付或取消债务的行为。复利的积极反馈必然会被拒付债务的反力所抵消，如通货膨胀、破产，或没收性质的征收税等等，这些都会滋生暴力。
整个生产和交换过程的每一步都作了功，也就是说，人和机器共同耗费能量。部分能量被吸收进了产品，还有部分能量浪费掉了。这意味着经济过程的阶段越多，能量丧失也就越多。第二章叙述的有关简单食物链的原则，在生产过程中也同样起到了作用。在高度发达的工业社会里，经济过程的各阶段仍在继续扩展，这就是说，越来越多的能量已沿着能流渠道消耗掉了，由此产生的混乱将给社会造成具有长远影响的问题。
就拿早晨吃的英式松饼来说。我们下一章要讨论，石油化学型农业在小麦种植上的能量效能极低。而且，我们在经过一番耕耘收获之苦后，还因自己爱好吃经过加工的食物而干不了不少蠢事。下面将叙述英式松饼的制作是如何逐步耗费掉能量的：⑴以非再生资源造出的卡车在矿物燃料的驱动下把小麦运至⑵一家大型集中化面包烘房内，各式各样的机器以极低的效率完成了精选、加料、烘烤和包装等制饼程序。在面包烘房里，麦子首先被⑶精选，常常还要被⑷漂白。这些过程能作出香喷喷的白面包，但也从面粉中夺走了重要营养成分，所以⑸要在面粉里加进抗癞皮病的维生素：铁、维生素B1 ，B2。然后，为了保证这些松饼能经受长途卡车的跋涉，并能在仓库里搁置多日乃至几个星期，就要加入起防腐作用的⑹乳酸酪和⑺面团促进剂，如硫化钙、碳酸单钙、硫铵、真菌酶、溴化钾、碘化钾等。然后，面包受到⑻烘制，并被置入⑼纸板箱内⑽，为了在货架上吸引顾客，纸板箱要印成彩色的。
盛有松饼的箱子被置入⑾塑料口袋（石化产品）内，封口要用上⑿塑料绳（它的制造要耗费掉更多的石化原料）。然后，松饼箱便开始被装进⒀一辆卡车里，卡车把松饼箱运到⒁装有空调的零售店里，这里灯火辉煌，“莫扎克”*音乐不绝于耳。最后，⒂你驾着两吨重金属造的汽车到零售店买松饼，接着又原路返回。到家后，⒃把松饼倒进面包烤炉里。一切完成后，便扔掉纸板箱和塑料包装物，后者作为⒄固体垃圾必须受到处理。我们做的所有这些不过是为了取得每道松饼产生的130卡热量。
不仅这整个过程花掉了成千上万能量卡，而且，医学也证明，精制面包因含有化学添加剂和缺乏纤维素而有可能对人体造成严重的危害。最后，制饼过程中逐渐加进的能量，和生产各环节上浪费掉的能量相比，是微不足道的。
在食品系统耗费的全部能量中，只有20%不到的能量用在粮食的种植上。食品加工、包装、分布和配制却耗费了80%的能量。加工英式松饼耗费的能量（13%），几乎是谷物种植耗费量（18%）的2倍。
食品加工业是美国第四大工业能量消费行业——仅次于冶金工业、化学工业和石油工业。据某些人士估计，食品加工现占美国能量计划支出的近6%。很明显，就工业而言，能量耗费越多越好。例如，1963年到1971年，美国人均食物消费增长了2.3%。但是，打包的总吨数却增加了13.3%，包装物的数量增加了38.8%。
随着包装费用的增加，出现了一种新行业：一支“食品技术专家”队伍正忙于保证我们的食品色、香、味俱佳。他们反对作任何顺其自然的发展。正如一位食品专家所称：“我们敌不过上帝，但我们仍然在前进。”他们真的在前进。每年，我们的食品里要补充5亿美元之多的化学合成物——2,500种添加剂。1979年，每个美国人平均消费掉了7磅添加剂，几乎是1970年的2倍。现在食物供应一年要耗费400万磅染料，为1940年的整整16倍。今天，我们吃下的合成、人工食物比不掺它物的食物还要多。
为把人们从费时的厨房烹调“劳役”中解救出来，方便食品和加工食品就应运而生，而且得到了推广，然而，实际上人类却因此受到了更大程度上的熵的影响。为了挣钱支付特制食物的上涨价格而花费的工作时间（人类能量）比起厨房里节约的那一丁点儿时间要多得多。食品加工的每一环节都要耗费能量，而且，当能量在食物链上流通时，我们注意到，食品技术公司已越来越少，然而权力集中程度却越来越高；美国食物也不如从前那么有益于健康；非再生能源的利用也是有增无减。
食品加工业代表了其他诸如石油化学工业、汽车工业、陆运、航空运输业、合成纤维工业等在高能流时代中成长起来的工业。看起来，这些工业似乎都在创造出更大的价值（更多的产品，更大的“方便”），实际上，它们却在挥霍地球上宝贵的能源。而且，经济制度也使人们幻想创造出一个更有秩序、更有物质价值的世界。这是因为，人们优先考虑的是价值的增或熵的减少，而极少想到能量耗费和熵的增大。
如果熵定律得到了完全的承认，社会就得正视这样一个观念，即我们利用部分可得物质能量贮存的行为本身有着双重含义：首先，个人、组织、社团或社会最终要以种种形式为产品生产引起的混乱付出代价，这个代价要比产品的使用价值大得到；其次，可供未来人类和动物受用的能量已经减少了。过去几百年里，我们的世界观和现实大相径庭，然而现实却是依然故我。牛顿力学原则、笛卡儿的数学和培根的科学方法论产生了整个启蒙运动的世界观。资本主义制度和社会主义制度都试图在这些基本观念上组织起客观世界。这三种观念的中心思想是观察中的绝对可重复性（科学方法）和一切过程的绝对可逆性（普遍的数学和力学过程）。然而，在现实世界里，人们不能两次观察到同样的一个事物，并且可逆事件也是不可能发生的。熵定律告诉我们，一切客观存在只能朝着一个方向发展，尽管数学上的“+ T ”必有一个对应的“- T ”，我们生活中的客观世界却不存在这种可逆性。奇怪的是，过去几世纪里，我们都在试图从力学、数学和科学方法论的基础上组织起这个世界，而客观世界同时却与可逆性和绝对重复性的中心思想相抵触。现实是，当我们离开这个世界时，由于我们的存在，世界已不是那么富有了。我们赞扬高能量生产，实际上就是在促进消费更多的有限的地球资源贮存。我们现在消费掉一点资源，未来就少一点资源，从这点上看，国民生产总值确切地说是国民成本总值。
实际上，“消费”是个不恰当的词儿，因为可消费的事物是不存在的。某物受到短时间利用之后，便被抛弃了。无论我们怎样看待，有关数字总是触目惊心的。我们国家每年要抛弃1,100万吨钢铁；80万吨铝；40万吨其它金属；1,300万吨玻璃；6,000万吨纸;还有170亿只罐头盒,380亿只瓶瓶罐罐; 760万台废旧电视机和700万部破汽车。个人平摊的数字也同样惊人。1974年，每个美国人平均用掉10吨矿产品，其中包括1,340磅金属矿产品和18,900磅非金属矿产品。每个美国人一生平均约用掉700吨矿产品，其中金属近50吨。如果加进矿物燃料和木材，人均用量将翻一番，增加到1,400吨。这个数字还不包括水和食物需求。
前面已说过，世界负担不起另外一个美国。回顾上述数字，很清楚，世界甚至连一个美国都负担不起。设想一下，如果全世界都象美国人那样生产和消费，那该如何。据估计，一位中层阶级人士过的生活等于200个努力的劳动。巴克米尼斯特·富勒*说我们拥有200个使用非再生资源的“能量奴隶”。还有一种观点分析了维持生命所需的热量卡的数量。每天每人平均从食物中摄取2,000卡热量。但是，我们个人的日常消耗量（汽车，电力，特制食
* 富勒，美国著名建筑设计师兼发明家。——译者
品等）竟达20万热量卡，为我们必需热量的100倍。尽管美国只有22,500万人口，在能量消费方面，却用掉了相当于220亿人口所需的能量。
应该知道，经典经济理论根本未考虑到后代的需求。当买方和卖方在市场聚首时，双方根据货物是否充足、匮乏、影响程度如何而作出购销决定。在市场里，根本没有人想到后代。因此，就所有自然资源而言，我们的后辈天生就比我们穷得多。设想一下，如果10万年后的所有人能争取到我们用掉的石油量，会出现什么样的情况。不言而喻，由于这部分能源的价格正是如此昂贵，后代人不一定不敢象今天这样分配能源。
由于第二定律被冷落一旁，所以每个重大经济和社会活动中都存在着物质进步的迷梦。我们可以援引农业、运输、城市化、军事化、教育、卫生等领域为例。在这6个领域内，我们相信自己已经取得了巨大进步。尽管暂时存在着这样那样的障碍和倒退，但是进步却是“永远”的。但仔细看一看，我们便会发现这纯属空话、大话。第二定律将揭穿这种骗局。
以下，我们将以上6个领域作为熵定律对经济社会活动发生影响的典型事例而分别加以研究。现代社会的其它各领域正是这些领域模式的翻版。
5.2农业
“感谢上帝赐给美国农业！”世界羡慕我们的农业系统。堪萨斯平原上黄橙橙的一望无际的谷地，散布于威斯康辛农村的机械化奶制品农场，还有加利福尼亚南部硕果累累的果园，都是世界各国赞扬、研究、效仿的对象。乔纳森·斯威夫特*曾说过，谁能从以前种一穗稻谷的地里种出两穗稻谷，谁就该比别人生活得好一些。谁能不说，美国农业比美梦还美？前农业部长克利福德·哈定叹道，在其它地方，谁能一个人操纵现代化的机械烘养装置，养上7,500只鸡，或者在自动化牛栏里喂上5,000头牛。
今天，世界上有一亿多人口濒临饿死边缘。还有几乎占人类三分之一的人口每天食不果腹。据估计，几十年后世界人口将翻一番，世界对粮食生产的需求将空前增加。美国农业已生产出世界小麦和饲料产量的20%，其中一半多出口到世界各国。大家都认为美国农业技术效率极高，这是一个不容置疑的事实。然而，美国农业其实是人类发明的耕作方法中效率最低的一种，使用牛、犁的农夫每单位能量的产量，要比现代美国机械化大农庄的效率高得多。这令人难以置信，却也是千真万确。
一个头脑简单的农民每花上1卡能量，可换得10卡左右能量，现在，一个衣阿华的农民的确可以用1卡人力生产出6,000卡能量。但是，如果将整个过程中的其它能量也算进去，这种表面上的效率不过是宏伟的假象而已。仅是为生产“一个270卡的玉米罐头”，就得耗费掉2,790卡能量，其中大部分能量耗在农机使用上以及满足庄稼的化肥和杀虫剂的需要上。因此，在这个过程中，美国农民用掉10卡能量，方可生产出1卡能量。
今天的农业占美国经济能量总耗量的12%。传统农业靠人力、畜力耕作，靠自然肥料施肥，靠庄稼轮种来维持土壤，靠害虫的天敌来减少庄稼损失。现在，这些都被精密机械和石油化学产品取代了。
* 乔纳森·斯威夫特，爱尔兰讽刺作家，著有《格列佛游记》。——译者
伴随着精密机械和石化产品而来的能量流通增加越多，农业这一行业的集中化过程便越高。由于维持美国农业能量需求的费用不断增加，小家庭农场主已被赶离农场，接踵而来的是大型农业综合企业公司。今天，39家公司占有美国庄稼地的21%以上。以后当你用餐时，不妨想一想：火鸡来自格雷亨德公司；火腿来自国际电话电报公司；蔬菜来自特纳克公司；土豆来自波音公司；什锦果仁来自盖蒂公司。农综企业公司现在控制了51%的新鲜蔬菜生产；85%的柑桔产品；97%的肉鸡生产，40%的禽蛋生产。只有大公司才负担得了以能源为基础的机械化农业不断增长的资本投资。例如，据估计，1950年至1971年间，仅农机费用一项就增长了3倍，农机原产值120亿多美元，后来升至330亿多美元。
同期内，无机氮肥用量增加了7倍，从1950年的100万吨增加到1970年的700万吨。杀虫剂用量增长更大。这些化肥和杀虫剂都出自矿物燃料能源。如果说我们的食粮是从石油里生出来的，而不是从地里长出来的，也未尝不可。每年，为了生产出同样数量的粮食，我们确实用掉了越来越多的石油。根据一个权威性的研究报告，1968年，人们要用掉5倍多的氮肥才能“保持1949年的”同样生产水平。换句话说，要多花掉5倍的能量，或多作5倍的功才能取得同一结果。
这是因为，象其它领域一样，农业所耗费的能量其中有一些被吸收进产品，另外一些则被浪费掉了。为了增加产量，美国农民不断增加能量的使用。虽然有些能量有助于提高产量，但越来越多的能量却被完全浪费掉了。体现在产量稍有增长上的边际熵减，与整个环境中的巨大能量耗费增长相比，是小得可怜的。很多耗费掉的能量四处散逸，污染了土地、河流和湖水。一半以上的水源污染和三分之二的固体垃圾污染要归咎于化肥流失所引起的硝酸盐污染。
化学杀虫剂是现代农业的另一主要能量输入形式。杀虫剂的使用量已从1950年的20
万磅增加到1976年的16亿磅。我们依靠的农业技术是引起这种巨大增长的重要原因。为了提高产量，美国用单一经营的农业取代了多样化经营的农业。单一经营农作物不太适应环境，也就吸引不了害虫的天敌。在缺乏天敌帮助的情况下，只得大规模地加大化学杀虫剂以对付害虫。然而，其结果大为不妙。研究报告表明，过去30年来，尽管大规模地使用了化学杀虫剂，但仍有三分之一的庄稼生产由于虫害而遭受损失。要解释这种现象是很容易的。对于所有化学品，害虫已具备了一种天生的抗药力。根据政府“环境质量委员会”的年度报告，“已知有305种虫子、螨、扁虱”等对一种或几种化学杀虫剂具有天性的抗药力。”一方面，害虫家族的天生抗药力越来越强；另一方面，化学品越来越多，越来越毒，害虫也随之更加有害；这种循环逐渐增加了成本，而且变得越来越严重。
农业专家德利尔·弗格森指出，从长远看，杀虫剂的增长对土地的生态平衡将具有“可怕的”影响。如其他刚开始研究该问题的专家一样，他警告说，杀虫剂对土壤具有不可估量的威胁。“每盎司肥土里含有几百万个细菌、真菌、水藻、原生动物门以及微小的无脊椎动物，如蚯蚓和节肢动物等。”弗格森指出，所有这些生物体对保持“土壤的肥力和结构”起着重要作用。杀虫剂正在摧毁这些生物体和它们微小的却很复杂的生态栖息地，这大大地加速了土壤的熵过程。其结果是土地严重衰竭并受到侵蚀。每年，有40亿吨的表土层被冲刷到溪流里。对此，化学品（杀虫剂和化肥）的应用要负部分责任。
据农业科学委员会的报告，“作物耕地的三分之一正在遭受制止不住的巨大土壤流失，这将引起生产能力发生逐步的、然而最终又是灾难性的衰退。”美国科学院现在估计，美国有三分之一的宝贵土壤耕作层已一去不复返了。在土壤表层受到侵蚀时，为了弥补损失，还得多补充化肥。1974年，价值12亿美元的化肥被用来补充土壤侵蚀造成的自然营养物的缺乏。我们的农业技术在作恶性循环：以化肥和杀虫剂为形式的能量输入越来越多，然而，土壤流失和害虫的抗药力也越来越厉害。
美国农业耗费的能量多了，整个环境的熵也相应增大了。以污染和土壤侵蚀为形式的混乱状态越演越烈，使得社会和农业部门都增加总开支。开支的增加，又引起那些控制农业的经济组织进一步扩张，提高集中程度。这些发展中的大农业综合企业又要求更多的能量以维持其运转，这意味着更多的能量又要从能流渠道里流失。当然，增加的维持费用要沿着整个能流渠道传递下去。最后的受害者是正在附近超级市场里付款的顾客；为了维持生命，他们不得不每星期为食物——能量付出高价。
我们距非再生矿物燃料的熵的分界线越来越近，高能农业过程的每一个阶段也在不断发展。1979年夏，沮丧、愤怒的人们为购买汽油排起了长龙，然而这还不过是热身赛而已。在未来的年代里，他们将在食品杂货店前排起长龙。
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牧师羽良
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滨海路
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据称，我们的运输业系统是世界上最先进的。我们为“节约”旅行时间而花的时间，比花在其它任何经济活动上的时间还要多。运输业现占国民生产总值的21%。运输业资金的80%花在汽车、卡车的购买上。我们各种运输手段总共要耗费经济用能量的25%。由于这个数字未包括制造和保养费用，所以它大大低估了运输业耗费的全部能量。根据兰德公司威廉·E.莫兹博士的推算，如将这些数字加进来，美国运输业每年将吞掉全部能量的41%。
与公众舆论相反，美国的运输系统同农业系统一样，在过去岁月里效率越来越低了。即货物和旅客的运输数量不变，然而所需的能量输入却日益增多。
本世纪以来，美国的运输系统先是主要依靠铁路，后改为依靠汽车、卡车和飞机。今天，汽车和卡车分别是客、货运输的主要工具。其它的运输方式有的被消减，有的被封存，但是，效率都比汽车、卡车高。汽车载一名乘客行驶1英里，要花掉8,100B.T.U.。相反，载运同一人，公交系统只需花3,800B.T.U.。然而，过去25年里，美国大量裁减了公交系统。货运数字更能说明问题。火车运1吨货物行驶1英里只需670B.T.U.，运同样货物的卡车却要2,800B.T.U.。尽管这样，1950年至1970年间，火车货运量还是从50%减少到33%。
我们所有的主要运输方式皆以非再生的矿物燃料为动力。由于美国运输系统增加了对能量的需求，运输业现在更加集中在少数几家公司手中。虽然国内从前有几十家汽车制造公司，然而，今日的汽车工业却为汽车“三巨头”——“福特”，“通用汽车公司”，“克莱斯勒公司”所操纵。在这之前，火车、公共汽车和飞机运输业也出现过类似称霸局面。只有这些大公司才能承担由于多用能量而增加的成本。然而，在经济走向熵的分界线的今天，它们日感捉襟见肘。由于燃料危机加剧，汽车工业——美国经济的当然领袖，也不得不压缩生产，制造小型汽车。正如亨利·福特所说的：“微型汽车带来蝇头小利。”
汽车变小变少意味着整个经济正在经受磨难。汽车制造业消费掉美国20%的钢材，12%的铝，10%的铜，51%的铅，95%的镍，35%的锌和60%的橡胶。早在1932年，一位汽车迷曾总结说，发展汽车生产会给整个经济带来远大的前程。
这个产品使可锻铁的消费翻一番，厚玻璃的消费翻三番，橡胶的使用则翻四番，将这个产品投入市场后，将会对工业界产生多么大的影响……就原材料消费而言，现代史上尚无能与汽车业相匹敌的产业。
1970年，美国人在私人汽车旅行上花掉了1,370亿美元。每过24小时，就有10,000辆新汽车勇向条条通衢。美国一个消费者要将收益的四分之一用在汽车上。他要支付的名目包括：汽车，保险，汽油，维修，停车费，路捐，车票，联邦和各州的征税等。这些钱比他付在食物上的还要多。
今天，六分之一的就业同汽车有直接或间接关系。汽车是我们的矿物燃料文明的主要特征。在我们接近矿物燃料时代的末日时，购买、使用和维修汽车的附增费用恰好是量度能流渠道上附增费用的标尺。如果要文经济制度迟迟不顾“熵定律”效应时会发生什么情况，汽车业引起的大规模混乱现象便是一个贴切的实例。由于第二定律执法无情，我们得从日后受到更大惩罚的角度来估计过去50年里汽车所施予我们的恩惠。根据对某些费用的简单调查，我们没有人负担得起这笔账。
首先要考虑的是时间本身的费用。据信，汽车可减少两地间来往的时间。然而，事与愿违，汽车在得到广泛使用后，美国人住得距离工作地点越来越远了。40年前，大部分人是步行上班的。
今天，人们分散在20、30英里之外的郊区。尽管汽车作为一种运输手段比步行快，然而在交通高峰时，进出美国许多大城市的汽车不得不以时速5—6英里蜗行，如此，相对而言，汽车速度也是毫无意义的。目前，各地使用长期车票的乘客上下班要用掉30分钟至1.5小时。40年前，人们住得近，所以要么步行要么乘电车上班，他们差不多也花这么些时间。随着燃料危机的到来，汽车所耗费的时间也越来越多。1979年夏，本国许多地区的车主不得不平均每星期多花1—4小时去排队加汽油。
前运输部长艾伦·博伊德曾评论道：
假使有人告诉你，他看到了毒气体正在城市建筑中漫逸，黑烟蔽日，大街上的巨大洞穴里挤满了戴金属防护帽的人，头顶上飞机正在盘旋，找不到降落的地方，成千上万的人们堵塞了街道，他们拼死地互相推撞，想逃出城市……你一定会闹不明白他说的究竟是战时的城市，还是交通高峰时间里的城市。
事实上，汽车造成的死亡和毁坏远比我们经历的任何战事可怕。车祸每年使55,000人丧生,另外,还有500万人因此残废.国家安全委员会估计,死于车轮下的人数,比过去200年中所有战争阵亡人数还多.真难想象,过去30年里竟有1,000,000人死于车祸！
从经济角度来看，交通事故引起的生命财产损失要10倍于其它暴力犯罪的总和。1969年，交通事故全部损失达130亿美元。1975年，包括车祸在内的社会损失费用高达370亿美元。这些损失还不过是整个画面的一角。随着汽车时代的到来，公路也应运而生。成千上万英里的公路中有混凝土路、沥青路及水泥路。汽车和公路的危险组合给环境造成了严重破坏。1909年，底特律到威纳县国家游乐场之间的一段公路上，首次使用了普通水泥混凝土。虽然开始时不太起眼，美国的这项公用事业建设毕竟成为世界上最昂贵工程。光是1956年至1970年，美国地方、州和联邦各级就在公路建设上用掉了1,960亿美元。各州政府预计，1973年至1985年内，它们还需在与公路有关的工程上追加2,940亿元。
州际公路系统总计有42,500英里长。运输专家乔治·W.布朗说：“公路系统正以不能忍受的速度毁灭土地资源和气候。”根据国家公路用户委员会的材料，州际公路系统每花100万美元，就要花掉16,800桶水泥，694吨沥青材料，483吨混凝土和陶管。76,000吨砂、碎石和矿渣，24,000磅炸药，121,000加仑汽油，99,000英尺的木材，还有600吨钢材。
美国拥有360平方英里的土地和360万多英里长的路。也就是一平方土地有一英里公路。道路的巨大发展竟占据了53个中心城市用地的30%。洛杉矶闹市区里，大约有三分之二的土地被辟为停车或行车专用地。芝加哥，底特律和明尼阿波利斯的近一半城市用地“被用于行车和停车之用”。现尚无法计算市内汽车交通所引起的不断摩擦重压和行驶时对房屋及其它建筑物造成的破坏，但城市规划者们在研究城市交通耗费因素时，已引进了一个新词“汽车侵蚀”。
每英里公路，每一辆行驶着的闪闪发亮的汽车，都表示出微小的熵的减少，因此，整个环境中的熵却大大增加了。如哪个倒霉蛋住的地方刚好挡了筑路工程的道儿，他定会对第二定律效应有切身感受。据加州大学交通运输学院的O.R.纽齐尔的估计，由于新的公路建设工程，每年有近10万人被迫背井离乡。正如社会学研究所所肯定的，家园的破坏有种种无形的办法。毁掉人类在这里土生土长的家园，正如毁掉生物栖息地一样具有灾难性的后果。生活习惯的突然改变，使人们心灵受到创伤。犯罪率、事业率和精神病发病率的增加，常常反映了这种随之而来的混乱现象。如有人目睹自己有几条街的街区一下子整个被推倒，请想想这对他的心理该有什么影响。心理学家指出，随之产生的极其迷茫和困惑的感觉常常与战时狂轰乱炸后的体验很相似。
最后，还得考虑污染问题。当美国的1.5亿辆汽车（或卡车、公共汽车）行驶在公路上时，它们消耗的能量都以一氧化碳、氧化氮、碳氢化合物形式排出。今天，美国多数城市里60%的空气污染现象是由汽车废气引起的。1971年，由于空气污染造成的建筑物和财产的损失估计达100亿美元。有关方面承认，心脏病和癌症患者死亡人数剧增，也同汽车废气引起的空气污染有一定的联系。
每天，“汽车排出25万吨一氧化碳，2,500吨碳氢物和8,000吨氧化氮”。1970年，汽车污染总共带来了11,000万吨氧化硫，1,950万吨碳氢物和1,170万吨氧化氮。
尤其可怕的是，人们已认识到熵的过程常常可以影响那些和能量原耗相距甚远而似无联系的活动。比方说，如某位在公路上驾车的司机被告知，每踩一下油门，就有可能加剧附近某6—7岁学童的大脑损伤，他一定会惊骇不已。前些年的研究报告已经表明，某些具有学习能力的儿童显示出了瞌睡、狂躁、腹痛和呕吐等症状，严重的甚至会瘫痪、痉挛、昏迷，同时，他们血液的含铅量较高。汽车废气是引起多数铅中毒的原因。哈佛医学院儿童医院曾提出了一项详尽研究报告：
教师在不知道孩子们含铅量的情况下，为2,146 名儿童作了课堂行为鉴定。当科学家们将行为鉴定和儿童脱落牙齿（乳牙）研究情况相联系时，他们发现了一种直接和有规律的关系。儿童们铅感染越厉害，就越可能在操行上出毛病，如有的缺乏恒心和组织观念，有的不服从简单的命令，有的缺乏注意力、动力，活动性不强。
今天，高能运输系统应对社会破裂和能量基础的涸竭负主要责任。如社会不想遭受灭顶之灾，国家生存能力不受到威胁，我们就再也不能容忍其恣意破坏了。
5.4城市化
“过去200年里，多亏有了大城市，美国才得以发展。然而，大城市正在衰落之中，这已不是什么新闻了。人们面临的挑战是，要么就制止这种衰落，要么就听任所有的大城市进退维谷，直至变成明日黄花。”充满语言的文字，也许你会以为此话出自一位激进的社会学家或“小即美”*理论的鼓吹者之口。但是，此话之所以有分量，是因为它的出处是《美国新闻和世界报道》。在美国新闻周刊里，该刊是最注重实业的。
第二次世界大战以后，开始了以矿物燃料为基础的农业，美国也随后变成了一个城市化的国家。今天，80%的人口住进了市区里。美国一半以上的人口居住在1%的国土上。新罕布什尔南部和弗吉尼亚北部之间的10,000平方英里土地上，住有3,000—4,000万人口。长期以来，城市象征着好运气，更多的就业机会，更高级的文化。仅此而已。
今天，众多的美国人对大城市越来越不感兴趣了。最近民意测验显示，大多数人其实想住进小些的社区里。30%的人情愿生活在小镇上；25%的人想住在郊区；26%的人想住在农村；只有17%的人才想住在大城市里。人们正在将他们的想法付诸行动。1970年到1976年间，美国17座以前的大城市实际上净损失近200万人口。当问及离开这些大城市的原因时，外迁移民们可能会有很多不同的答案。他们可能要举出犯罪、税收、食品和房租等原因；也有可能说，城市里有工人举行的瘫痪性罢工，有失业，还有污染。这些人的反应触及了同一现象的各个方面：由于维持现代化城市生活，需要输入大量能量，城市环境的熵急剧增大，人们怀疑城市化是否应继续下去。
我们理解的城市就是几百万人拥进一个方圆几百平方英里的大都市里。其实，城市还是一种较新的社会组织，其历史可追溯到矿物燃料时代的诞生时期。在现代中心城市崛起前，好几千年里人们就住在“城市”里。然而，根据现代标准，这些“城市”根本算不上是城市。举例说，古代雅典仅有50,000市民；巴比伦则只有100,000稍多一点。几世纪后的文艺复兴时期，城市规模才稍有改观。达·芬奇寓居的佛罗伦萨市拥有50,000居民。米开朗琪罗为西斯廷教堂的天花板作画时，罗马的人口在55,000以下。直到十六世纪，多数欧洲城市的人口还是不足20,000。美国革命时期，殖民地的两大城市波士顿和费城的人口还不到50,000，纽约城则屈居第三。
随着十九世纪初工业革命的展开，一夜间整个世界变了样。1820年，伦敦成为第一座
* “小即美”是经济学家E.F.舒马赫在《小即美》一书中提出的中心思想。他在书中批判了无节制的经济增长。——译者
拥有百万人口的城市。到1900年，已有11座城市的人口超过百万；到1950年，增至75座城市。1976年，191座城市地区拥有百万以上的人口。根据目前世界发展速度，到1985年将有273座百万人口的城市，其中大部分是在第三世界国家。
从世界人口的百分比来看，城市居民已逐渐占多数。据估计，1800年世界有10亿人口，其中，只有约25%（2,500万）的人口住在城市里。到1900年，世界人口15%迁进城市地区。到1960年有三人之一的人口步前人后尘。照现在速度，到2000年，住在百万人口城市里的人数将超过1960年的世界人口的总数。
过去两个世纪里，产生了世界性能源环境变化，城市生活发生令人难以置信的爆炸与此直接有关。城市生存要依靠它从周围环境取得可用能量的能力，还要依靠它贮存能量的能力和利用能量的能力。城市起源于8,000年前硬粮种植的发明。和水果、蔬菜不同，硬粮本身可以被长久地贮存起来。回顾矿物燃料时代前的城市，我们可根据能量基础而将它们分成“黑麦城市，稻谷城市，小麦城市和玉米城市”。
尽管硬粮为8,000年前的城市生活提供了能量基础，它仍然严重地限制了城市人口的数量和城市本身的规模大小。传统农业生产不出足够的余粮来养活大量城市非农业人口。由于城市直接依靠周围农村提供能量（粮食），所以，为了不破坏自己的能量基础，那些城市地区未能象今天这样扩展。为了防止外来入侵，古代、中世纪城市周围筑起了军事城墙，这些城墙也确保城市不超过能源环境的允许范围。例如，伟大城市巴比伦占地仅3.2平方英里；中世纪时，伦敦城城墙内的面积还不及今日伦敦的一百五十分之一。过去的城市也不能依靠从遥远地区运来的粮食。矿物燃料时代之前，运输主要是通过畜力或人力进行的，因此，社会的能量基础完全限制了粮食运输的速度和距离。
众所周知，古罗马城是这些历史限制的一个例外。罗马城高峰时拥有近百万人口。然而，罗马城得以维持，完全是因为它推行的殖民政策。如果没有大量的奴隶，没有细耕农业技术，没有大规模的导水管建筑工程，而且，没有无比重要的帝国军队，罗马便不可能负担起它的人口。从某种意义上说，为了克服太阳能农业能源基础带来的限制，就得掠夺整个已发现的世界。默利·布克钦在其著作中说得好：“罗马的衰落可以从罗马的上升中得到解释。拉丁城市一跃变成帝国不是因为它的周围农村拥有丰富的资源，而是因为它有计划地掠夺了近东、埃及和北非的财富。维护罗马中心城市的同时，摧毁了其它中心城市。”
一旦走上了城市发展道路，罗马便开始每况愈下了。城市越大，所需输入能量就越多。流进城市的能量越多，随之而来的混乱就越厉害，混乱越厉害，组织内部结构更趋庞大以对付各种骚乱，这个过程不能被永久地维持下去。军队保护下的能量补充线越拉越长，越来越细，如此，军队耗费的能量比回到城市的能量还多。由于滥用土地，农业系统的偿还能量也开始日益减少了。连奴隶的膳宿费用都涨到人们不敢问津的程度。罗马城市官僚机构已变成庞然大物，而且其开支之大令人难以招架。最后，恶性膨胀的城市分崩离析地垮掉了；在被武力征服后，罗马又恢复了与能源环境相适应的生态平衡。罗马衰落后，就只有30,000居民了。
罗马这个实例表现了如城市不顾周围能源基础，对发展不加限制时会带来什么样的后果。外来能源可暂缓崩溃的发生，但清算的日子终究要到来的。我们的时代正是如此。现代城市以类似罗马的殖民方式维持自身。但是，象罗马一样，现代城市由于过分超越了地区能源环境的生产能力，因此，一旦到达了国内和国际能源基础的极限，它们便会很容易走向崩溃。
现代城市的食物需求在这点上表现得尤为明显，一个典型的百万人口城市日需400万磅粮食。为了取得这2,000吨营养食物，城市不得不完全依靠以矿物燃料为基础的农业系统。如石化农业出不了高产，国内交通系统不能将小麦、柑桔、牛肉从几千英里外运到各个城市地区，那么，大城市便会很快出现饿殍遍地的现象。但是，我们已经看到，美国农业和运输业的脊梁——矿物燃料，正在日益减少而且越来越昂贵，这威胁到了城市的靠山——农业系统的生存。
纽约、芝加哥、洛杉矶的粮食来自何方？不会来自周围农村。由于城市郊区的扩张，几千万英亩的潜在产粮地变成了混凝土、塑料和钢材。也不会来自城市本身。历史上，城墙内曾辟有相当的土地专事农业。但随着城市的发展，越来越多的潜在产粮地也被移作它用。比如，达拉斯城的一半布满了公路、停车场和建筑物。五十年代中期，整个纽约城319平方英里土地上，仅有30,000英亩尚未被使用。

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