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经济发展

从热力学、能量的观点来看世界历史

这篇文章从热力学和能量的角度分析了人类历史的发展,指出人类的生产和生活依赖于太阳能通过植物固定的能量。在现代社会之前,采集、种植和畜牧业是主要的能量获取方式,但受限于太阳能的固定量,导致生产力和人口增长无法持续超越这一能量限制。工业革命的到来,通过开发煤炭和石油等化石能源,人类突破了这一能量瓶颈,进入了快速发展的时代。化石能源实际上是亿万年前植物和生物存储的太阳能。文章还讨论了新能源的本质,认为太阳能、风能、水能等都是广义的太阳能利用,核能则来源于物质中的潜能。随着技术进步,计算机和人工智能的出现增加了对能源的需求,尽管计算设备的能耗在下降,但人类对自动化和计算能力的追求将持续增加能量消耗。总之,人类社会的发展与能源的利用息息相关,未来的进步将取决于更高效的能源获取和利用方式。

如果从热力学、能量的观点来看世界历史,只有能量才能摆脱熵增。那么现代社会以前,利用地球能量的主要方法其实是采集和种植(畜牧可以理解为用动物去采集自然植物),能量来源是每年太阳能被植物固化的能量。当然会出现一些改进和高产作物,但是作物高产,政治和平就会导致人口增长,从而能量还是不够。

人类的生产依靠的也是植物或者植物间接带来的能量。也就是人力,即使加上畜力,本质上也是在消耗植物能量。

整个世界的能量消耗,无法超过太阳能被植物固化的能量的这个量级。

到了现代社会,煤炭、石油、实际上就是把亿万年前的植物存储在自己的尸体、化石里面的能量拿来利用。所以,世界迎来了无数的增长。你说阿拉伯人幸运的生活在油田的上方,这好运是天上掉下里的,其实也是亿万年地理运动、沧海桑田储存的。

新能源,其实是扩展了广义太阳能的利用范围,我们说的太阳能发电,跟植物固化太阳能量,在能量的角度没有本质区别。而风能基本上也是广义太阳能的一种变体。水力发电,因为水的搬运作用,也是太阳带来的热量带来的,本质上也是广义太阳能里的一种。潮汐能是地月运转带来的,倒是可以不算太阳能。

核能是另外一个范畴,可以算作行星演变,宇宙形成之机就储存在物质本身的能量。

从能量的观点去看,人类可以相对吃饱穿暖的现代社会,其实就是能源利用模式发生了巨变的结果。

计算机刚刚发明的时候,ENIAC的耗电惊人,但是今天最简单的电子表的运算能力都超越了ENIAC,而用纽扣电池可以运行一年以上。直到最近几年,大规模分布式网络服务器,深度学习,等等才让我们又重新感受计算、智能的耗能。虽然我们可以预计今天最费电和计算资源的大语言模型的耗能会持续不断的下降,但是人类追求的计算能力、自动化程度要发展,也不断会产生新的能源需求。

所以,简化理解世界,用能量的使用的角度去看,未来人类需要消耗更多的能量,去创造更好的未来。

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