如何與限制一起增長

1、39/39第十章 增長的極限世界是個棋盤，自然現(xiàn)象是棋子，游戲的規(guī)則被我們稱為自然法則。T. H. HUXLEY（赫胥黎）在那個世紀我們發(fā)明了飛機，宇宙飛船，核技術(shù)，和計算機。在下個世紀我們將開發(fā)組裝機，復(fù)制機，自動工程，廉價的星際旅行，細胞修復(fù)機器，和專門多專門多。這一系列的突破大概暗示了技術(shù)進展是沒有限制的。按照那個觀點，我們將突破任何障礙，沖向無限的未知領(lǐng)域然而那個觀點是錯誤的。自然的法則和世界的情形將限制我們所能做的事。沒有限制，以后將完全不可知，無影無形的事使我們所想和所打算的顯得專門可笑。有了限制，以后依舊不太確定，然而會被規(guī)定在某個范圍之內(nèi)。從自然的限制中，我們學(xué)到了關(guān)于我們面對

2、的問題和機會的一些知識，限制確定了可能的界限，告訴我們能使用什么樣的資源，我們的飛船能飛多快，以及我們的納米機器能做和不能做什么。討論限制是有風(fēng)險的：我們通常更情愿確信一件事是可能的而不是不可能的。工程師能夠使用近似值和特不情況。假如給以工具，材料，和時刻，他們能直接證明可能性。即使在做探究性設(shè)計時，他們也能夠找到可能的領(lǐng)域而避開限制。相反，科學(xué)家不能證明一個普遍理論不可能性的一般論述本身確實是一種普遍理論。沒有一個專門的實驗（某時，某地）能夠證明某件事是不可能的（任和時候，任何地點）。任何數(shù)量的專門實驗也不可能證明。盡管如此，普遍的科學(xué)規(guī)律確實描述了可能性的限制。盡管科學(xué)家不能證明普遍法則，

3、他們依舊進展出了關(guān)于宇宙運行的最好圖景。即使奇異的實驗和精細的數(shù)學(xué)再一次改變了我們的物理概念，也可不能改變多少工程上的限制。相對論并不阻礙汽車的設(shè)計。最終限制的存在并不意味著它們會限制住我們，盡管專門多人認為限制將專門快使進展停止，這種方法是簡單化的，沒有考慮到進展將會帶來的前所未知的進步。其他的人模糊地認為增長是無限的這種看法用完全不可知模糊了以后的圖景。搞不清科學(xué)和技術(shù)的區(qū)不的人也會搞不清限制在哪里，軟件工程師Mark S. Miller指出，他們認為新知識通常意味著新的解決方法，一些人甚至認為假如我們明白了每件事我們就能做任何事。技術(shù)進步的確帶來新的方法，開放了新的可能性。然而基礎(chǔ)科學(xué)的

4、進步只是重新劃定了最終的界限，這常常意味著新的不可能性。例如，愛因斯坦的發(fā)覺，表明了沒有什么東西能超過光速。真空的結(jié)構(gòu)光速確實是極限嗎？人們曾經(jīng)談?wù)摗耙粽稀?，確實是講飛機在超越音速時會遇到巨大的阻礙。然而在1947年，愛德華空軍基地，查克.耶戈爾以一個音爆劃破了十月的天空。今天，人們談?wù)摗肮庹稀?，并想明白它是否也會被突破。不幸地，對科幻作家來講，這種類比是膚淺的。沒有人認為音速是一個真正的物理限制。流星和子彈天天都在超過它，甚至抽一個響鞭也能突破“音障”。然而沒有人看見超過光速的東西。在射電望遠鏡看起來一些遙遠的點大概移動速度超過光速，然而簡單的透視理論就能夠解釋這點。某種假設(shè)的被稱為“超光速

5、粒子”的微粒能超光速，假如它們存在的話然而沒有人發(fā)覺過它，現(xiàn)有理論也沒有預(yù)言它。實驗者能夠把光子加速到光速的99.9995%，結(jié)論和愛因斯坦的預(yù)言完美地吻合。當(dāng)更加加速時，粒子的速度緩慢地接近光速，而它的能量（質(zhì)量）趨近于無限大。在地球上，人們能夠步行或航行到某個地點，而沒有任何奇妙的邊緣或障礙阻止他們到達目的地，因為地球是圓的。在太空中的速度的限制不再意味著“光障”，象地球上距離的限制意味著一堵墻那樣?？臻g本身真空承載著所有的能量和物質(zhì)具有屬性。屬性之一是幾何尺度，時刻能夠被看作一個專門的維。幾何尺度使得光速在飛船加速時后退，就象地平線在海船航行時不斷后退一樣：光速，象地平線一樣，在所有方向

6、差不多上一樣的。然而類推在那個地點終止了這種相似沒有涉及到空間的彎曲。我們只要了解速度的極限不是簡單的一個可突破的“光障”。物體能夠不斷加速，然而不能快過光速。人們長期夢想著操縱引力。在1962年版的對以后的預(yù)測中，阿瑟.克拉克寫道：“在所有的力中，引力是最奇妙的和最難馴服的，”然后他提議我們今后要建筑方便的引力操縱裝置。引力確實這么奇妙嗎？在廣義相對論中，愛因斯坦把引力描述成真空的時空結(jié)構(gòu)的彎曲。數(shù)學(xué)家優(yōu)雅而精確地描述了它，同時得出的結(jié)果與所有檢驗都吻合。引力不比其它的力更難馴服。沒有人能讓一塊大石頭失去重力，然而也沒有人能讓一個電子失去電荷或者讓電流失去它的磁場。我們通過移動帶電粒子來操縱

7、電荷和磁場。我們也能用類似的方法來操縱引力場，通過移動一般的物質(zhì)?？雌饋砦覀儧]有學(xué)到引力操縱的秘密是因為我們差不多掌握了它。一個小孩用一塊磁鐵能夠吸起一個釘子，使用磁場來抵抗地球的引力。然而不幸地，關(guān)于引力工程師來講，利用引力來舉起一個釘子需要巨大的質(zhì)量。你頭頂上的金星差不多能做那個工作還得落到地上才行。工程師通過在天線中激起電荷振蕩來產(chǎn)生電磁波。你能夠通過搖動一塊石頭來產(chǎn)生引力波，然而如此產(chǎn)生的結(jié)果是專門微弱的。盡管一個功率一千瓦的無線電發(fā)射站是專門一般的，然而即使把太陽系內(nèi)所有的質(zhì)量都集中在一起振蕩也不能發(fā)出一千瓦的引力波。我們專門了解萬有引力，當(dāng)我們造比月亮輕得多的機器時它通常不是專門有

8、用。然而利用巨大質(zhì)量的裝置的確能夠工作。水利大壩確實是某種重力機器的一部分（地球是另外一部分），它從下落的質(zhì)量中獵取能量。使用黑洞的機器將能從下落的質(zhì)量中獵取50%的能量，基于E = mc2，把一桶水丟入黑洞產(chǎn)生的能量相當(dāng)于把幾萬億桶水從一個一千米高的大壩上倒下去產(chǎn)生的能量。因為引力理論描述了真空是如何彎曲的，因此它們也被用科幻語言描述成“時空彎曲”?？雌饋韽目臻g一點到另一點的“隧道”是不穩(wěn)定的，即使它們在宇宙開始時就存在，這使得宇宙飛船專門難通過走捷徑來超過光速到達遙遠的地點，而這一旅行的限制也會變成增長的限制。愛因斯坦的理論大概精確地描述了真空的全部幾何特性。假如是如此的話，那限制的結(jié)果是

9、不可幸免的：你幾乎能夠擺脫任何事，然而卻不能擺脫真空。其它的定律和限制大概因為同樣的理由是不可幸免的。實際上，物理學(xué)家日益傾向于用空間結(jié)構(gòu)來看待所有的物理定律。引力波是某種真空中的漣漪，黑洞是某種結(jié)。同樣地，無線電波是真空中的另一種漣漪，差不多粒子是其他的，更不同的一種結(jié)（在某些理論中是微小的，振動的弦）。從這點來看，在宇宙中只有一種物質(zhì)真空然而它有多種表現(xiàn)形式，包括那些我們稱為“固體物質(zhì)”的粒子點陣。這種看法暗示了自然法則的不可幸免的性質(zhì)。假如宇宙由一種簡單物質(zhì)填充，那么它的性質(zhì)就限制了我們能做的情況?，F(xiàn)代物理學(xué)的不可思議，使得專門多人不相信它。量子力學(xué)和相對論的革命給我們帶來了“不確定性原

10、理”，“物質(zhì)的波性質(zhì)”，“質(zhì)能轉(zhuǎn)化”和“彎曲時空”等概念。自相矛盾圍繞著這些概念和物理學(xué)本身。新技術(shù)使我們感到不平常是能夠理解的，然而為何古老的，永恒的自然規(guī)律也會變得古怪和不平常呢？我們的大腦和語言進化為能夠處理比原子大得多的東西，動作速度比光速慢專門多，然而這是能夠同意的，盡管人們花了幾個世紀的時刻才學(xué)會描述石頭下落的運動。而我們現(xiàn)在獲得的知識遠遠超過了古代的感知世界。我們發(fā)覺奇異的事物（物質(zhì)波，彎曲空間）某些完全超出了我們的想象能力。然而“奇異”并不意味著奇妙和不可預(yù)知。數(shù)學(xué)和試驗還起作用，使得科學(xué)家們能夠改變和選擇理論，進化它們以適應(yīng)專門的事實。人類思維被證明是專門靈活的，然而我們也不

11、總是能把不可見的事物形象化。物理學(xué)看起來這么驚奇的部分理由是因為人們追求奇異，同時樂意傳播奇異的擬子。一些人認為世界是分層的同時是奇妙的，專門自然地，他們樂于傳播物質(zhì)是非實質(zhì)的，以及量子力學(xué)看起來是心理學(xué)的一個分支這種擬子。相對論，揭示了物質(zhì)（人們認為他們差不多了解了的平坦而古老的東西）實際上是能量（會使某種情況發(fā)生的微妙的，奇妙的東西）。這促成了一種對宇宙的奇妙的模糊的概念。能夠更清晰地講相對論揭示了能量能夠成為物質(zhì)的一種形態(tài)，能量具有質(zhì)量。的確，光帆確實是按照那個理論工作的，因為有物質(zhì)沖擊它的表面，光以粒子包的形式出現(xiàn)。再考慮一下海森堡的不確定性原理，和相關(guān)的“觀測者會阻礙觀測”的事實。不

12、確定性原理是對一般物質(zhì)在原子級不上的固有本質(zhì)的數(shù)學(xué)描述，然而相關(guān)的“觀測者的阻礙”卻被一些出版物描寫成意識的奇妙作用。事實上，核心的觀點是專門平常的。你能夠想象觀看光束中的一個灰塵微粒：當(dāng)你觀看反射光時，因此會阻礙它你的眼睛汲取了它。同樣的，光線（具有質(zhì)量）也阻礙灰塵微粒：從灰塵上反彈，產(chǎn)生一個反作用力。結(jié)果不是你的思想阻礙了灰塵，而是光線作用于灰塵。盡管量子測量比這要精細的多，然而這與思維改變事實的講法毫不相關(guān)。最后，考慮一下“孿生悖論”，相對論預(yù)言，假如孿生兄弟的其中一個以接近光速的速度飛到其他星球并返回，那么他會比呆在家里的那個年輕。的確，精確的時鐘測量證明了在快速運動時時刻會變慢。但這

13、不是一個“悖論”，而是一個簡單的客觀事實。物理學(xué)將再一次被顛覆嗎？在1894年杰出的物理學(xué)家邁克爾遜曾講：“物理學(xué)的最重要的差不多規(guī)律和事實都差不多被發(fā)覺了，同時被牢固地確定下來以至于它們被新的發(fā)覺推翻的可能性是專門小的我們的今后的發(fā)覺也只只是是在修正小數(shù)點后的第六位數(shù)字?！比欢搅?895年，倫琴發(fā)覺了x射線；1896年，貝克勒爾發(fā)覺了放射能；1897年，湯姆遜發(fā)覺了電子；1905年，愛因斯坦寫出了相對論的方程（也解釋了邁克爾遜在1887年對光速的觀測）。在1905年，愛因斯坦同時也提出了光量子理論；1911年，盧瑟福發(fā)覺了原子核；191 5年，愛因斯坦提出了廣義相對論方程；1924-30年

14、間，德布羅意，海森堡，玻爾，泡利，和狄拉克創(chuàng)立了量子力學(xué)；在1929年，哈勃宣布發(fā)覺了宇宙膨脹的證據(jù)；1931年，邁克爾遜去世。邁克爾遜犯了一個令人難忘的錯誤，人們一直記著他的話并得出結(jié)論，我們不應(yīng)該（永久不？）聲稱我們差不多確實理解了自然法則或可能的限制。怎么講，邁克爾遜講的太確信然而又錯的太離譜了，我們難道不應(yīng)該可怕重犯他的錯誤嗎？物理學(xué)的革命使得一些人得出結(jié)論講科學(xué)將不斷地帶來重大的驚奇甚至對工程師來講也是重大的驚奇，然而我們又是否情愿再一次遭遇這種重大的劇變？也許不情愿，量子力學(xué)的內(nèi)容是一個驚奇，而在它出現(xiàn)之前，物理學(xué)明顯地專門不完善。在量子力學(xué)之前，你能夠走向任何一個科學(xué)家，不懷好意

15、地對著他笑，并敲著他的桌子問他：“這是由什么組成的？什么緣故它是棕色的和結(jié)實的，而空氣卻是透明的和氣態(tài)的？”你的悲傷的受害人可能會含模糊糊地回答一些關(guān)于原子和它們的排列的情況，然而當(dāng)你追問解釋時，最多只能得到如此的答案：“誰明白呢？物理學(xué)現(xiàn)在還不能解釋物質(zhì)！”做事后諸葛亮實在是專門容易的，而在一個由物質(zhì)構(gòu)成的世界，居住著使用物質(zhì)工具的物質(zhì)的人，如此的對物質(zhì)自然屬性的無知是應(yīng)該被邁克爾遜注意到的。如此的知識的缺口不是“小數(shù)點以后第六位的”，而是首要的。我們也有必要注意到邁克爾遜講對的地點。他提到了牛頓的關(guān)于引力和運動的定律，和麥克斯韋的電磁定律，的確，在一般工程應(yīng)用條件下，這些定律僅僅在“小數(shù)點

16、后第六位”改變。愛因斯坦的關(guān)于引力和運動的方程在引力和速度極大時才與牛頓方程不相吻合；而費曼，施溫格，和朝永振一郎寫出的量子電動力學(xué)方程也和麥克斯韋的電磁方程專門吻合，只在尺度和能量的極端條件下才例外。以后的革命毫無疑問存在于這些理論的邊沿。然而那些邊沿看起來離我們生活的世界太遠了。相對論和量子力學(xué)的革命改變了我們關(guān)于物質(zhì)和能量的看法，然而物質(zhì)和能量本身并沒有改變它們是真實的同時全然不在乎我們的理論。物理學(xué)家現(xiàn)在用一整套定律來描述原子中的原子核和電子的相互作用，以及分子，分子機器，生命，行星，和恒星。這些定律還專門不全面。對一個描述所有物理現(xiàn)象的統(tǒng)一理論的需求接著存在。然而象物理學(xué)家斯蒂芬.霍

17、金所講：“現(xiàn)在我們差不多擁有了許多局部定律描述所有的宇宙行為，然而要除掉那些極端條件下的情況?！睆囊粋€工程師的標(biāo)準(zhǔn)來看，那些條件確實是格外的極端。物理學(xué)家有規(guī)律地公布在極端高能粒子碰撞中發(fā)覺的新粒子，然而你買不到裝在一個盒子里的這類粒子。認識到這點是專門重要的，因為假如一個粒子不能被保存，它就不能作為一個穩(wěn)定的機器的部件。盒子和里面裝的東西差不多上由電子和原子核組成的，鉛原子有82個質(zhì)子和超過100個中子，單獨的中子在幾分鐘后就會分解。一些其它的穩(wěn)定粒子我們差不多明白：光子光的粒子是專門有用的同時能被臨時捕捉；中微子幾乎不能被探測和捕捉到。這些粒子（除了光子）都具有相匹配的反粒子。所有其它的已

18、知粒子都在百萬分之一秒之內(nèi)分解。因此，能作硬件磚塊的只有電子和原子核（或它們的反粒子，在專門的孤立的應(yīng)用中），這些磚塊通常結(jié)合在一起形成原子和分子。不管現(xiàn)代物理學(xué)的威力有多大，我們的知識依舊有明顯的漏洞。差不多粒子理論的不穩(wěn)定使得一些限制也不確定。我們能夠發(fā)覺新的穩(wěn)定的，“可盒裝的”粒子，例如磁單極子或自由夸克，假如如此的話，它們無疑將會得到應(yīng)用。我們甚至能發(fā)覺一個新的長程場或某種輻射，盡管這看起來日益不可能了。最后，一些新的合成粒子的方法能夠增強我們轉(zhuǎn)換一種粒子到另外一種粒子的能力。然而通常來講，復(fù)雜的硬件將需要復(fù)雜的、穩(wěn)定的粒子陣列。除了塌縮的恒星環(huán)境以外，這意味著能被相對論量子力學(xué)專門好

19、的描述的原子的圖案。物理學(xué)的前沿在向前推進。在理論水平上，物理學(xué)家查找一個統(tǒng)一的關(guān)于所有粒子間作用的理論，包括那些極短命的粒子。在實驗水平上，他們研究粒子加速器轟擊產(chǎn)生的亞原子碎片的圖像。只要沒有新的，穩(wěn)定的，和有用的粒子在轟擊中產(chǎn)生或者找到過去宇宙劇變產(chǎn)生的殘跡原子將仍是制造穩(wěn)定的硬件的唯一磚塊。工程學(xué)將仍是一個用已知部件和已知規(guī)則搭積木的游戲。新的粒子只是增加部件，而不破壞規(guī)則。硬件的極限分子機器確實是小型化道路的終點嗎？分子機器可能是邁向向更小的“核機器”的過程中的一步的方法可能更自然一些。一個年輕人（哥倫比亞大學(xué)的經(jīng)濟學(xué)學(xué)生）聽講了分子技術(shù)和它操縱原子的能力后，立即得出結(jié)論講分子技術(shù)幾

20、乎能夠做任何事，甚至能夠把落下來的原子彈在一定距離上就分解成無害的鉛塊。分子技術(shù)不能做如此的情況。把钚變成鉛（不管是近依舊遠）超過了分子機器的能力就象煉金術(shù)士的化學(xué)不能把鉛變成金子一樣。分子力幾乎不能對核子產(chǎn)生任何阻礙。原子核集中了99.9%的原子質(zhì)量，而只占1/1,000,000,000,000,000的體積。與原子核相比，原子的其余部分（電子云）比氣狀的絨毛還輕，想用分子來改變原子核就象用棉花糖在鋼制滾珠軸承上晃動一樣無效果。分子技術(shù)能夠區(qū)不和重排原子，然而不能接觸到原子核改變原子的類型。納米機器對建筑原子核級不的機器毫無關(guān)心，然而那樣的機器能存在嗎？顯然不能，至少在實驗室條件下是如此。機

21、器必須有許多緊密連接的部件，而被打包的核子互相之間極度抵制。當(dāng)投放在廣島的原子彈爆炸時，大部分能量來自于核分裂時的猛烈的靜電排斥。眾所周知的核聚變的困難也是源于這種核排斥。除了分裂和融合，核子也能被用來發(fā)射或汲取各種輻射。在一種技術(shù)中，它們被旋轉(zhuǎn)來產(chǎn)生有用的信息，使得大夫能夠得到核磁共振的圖像。然而所有這些現(xiàn)象都僅僅依靠于分離的核子的特性。孤立的核子太簡單以至于不能象機器或電路那樣工作。核子能夠被力聚合到一起，然而只有在恒星塌縮時才能產(chǎn)生如此大的壓力，在那種情況下干工程是專門困難的，即使在我們能掌握塌縮恒星的時候。這使我們轉(zhuǎn)向差不多問題，我們能正確安排原子的時候能夠做什么？一些限制看來差不多清

22、晰了。最結(jié)實的材料將比現(xiàn)在的強度最高的鋼材還要高十倍（最結(jié)實的制造電纜的材料看來是一種碳的直鏈）?？雌饋頍嵴駝?，在常壓下，將在4000攝氏度左右融化最難熔的固體（大約比太陽表面溫度低1500度）。這些物質(zhì)的原始屬性強度和熱阻抗不能通過復(fù)雜的、靈活的原子排列來得到顯著改善，最好的排列方式專門可能是相當(dāng)簡單的和規(guī)則的。其他相當(dāng)簡單的目標(biāo)包括能導(dǎo)熱，絕熱，導(dǎo)電，絕緣，發(fā)光，反光以及汲取光線等。在某些目標(biāo)上追求完美將能得到簡單的設(shè)計，在另外的目標(biāo)上，將可能導(dǎo)致無法解決的問題。設(shè)計計算機中最好的開關(guān)元件可能專門容易，然而設(shè)計最好的計算機將是特不復(fù)雜的。的確，我們認為的“最好的可能性”依靠于專門多因素，包

23、括物質(zhì)，能量和時刻的消耗和我們?nèi)魏我嬎愕臇|西。在專門多工程項目中，我們稱作“較好”的定義受限于專門多不確定因素，包括定義錯誤和不斷改變的人類需求。還有，即使“較好”已被明確定義，為追求完美所付出的代價也是不值得的。然而，當(dāng)我們考慮限制是否確確實實存在時，我們能夠忽略所有的這些關(guān)于復(fù)雜性和設(shè)計花費的問題。為了定義極限，你必須選擇一個方向，一個品質(zhì)的衡量范圍。在定義成“較好”的方向上，確信有一個最好的。原子的排列決定了硬件的特性，按照量子力學(xué)，可能的原子排列方式是有限的盡管是天文數(shù)字，但依舊有限的。也確實是講是可計算的，給定一個明確的目標(biāo)，某些排列就會是最好的，或者組合起來是最好的。在國際象棋中

24、，有限的棋子個數(shù)和空間限制了組合和可能性。但在象棋和工程中，在這些限制之下的各種變化的可能性仍然是無窮無盡的。僅僅明白物質(zhì)的差不多法則是不能了解所有的極限所在的。我們?nèi)员仨毭鎸υO(shè)計的復(fù)雜性。我們的對限制的了解還專門不夠：“我們只明白限制在那個地點（不遠的地點）和那兒（地平線上的某點）之間”組裝機將打開通向極限的道路，不管它們在哪里，而自動工程系統(tǒng)將加速在這條路上的進步。絕對的最好將一直是不確定的，但終點會被無限地接近。當(dāng)我們接近真正的極限時，我們的能力將在更多的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)停止增長。這些領(lǐng)域內(nèi)的進步將不僅停止十年或一個世紀，而是永久。一些人會回避“永久”那個詞，會想“在一千年內(nèi)沒有進步？那么一百

25、萬年呢？這聽起來太夸張了?！比欢?dāng)我們達到真正的物理極限，我們將不能再前進一步。游戲的規(guī)則建立于真空的構(gòu)成中，存在于宇宙的構(gòu)成中。沒有任何原子的重排方式，粒子的轟擊，或者立法，或者圣歌，或者跺腳，能移動自然的極限哪怕一點點。今天我們可能會誤判極限的所在，然而不管自然的極限在哪里，它都會一直存在下去。這種對自然法則的看法顯示了事物的質(zhì)的方面的限制，然而我們也面對著量的限制，這種限制不僅由自然法則規(guī)定而且也被我們發(fā)覺的物質(zhì)與能量在宇宙中的分布所決定。增長的極限的作者，象其他的專門多人一樣，試圖描述這些限制，而不是首先檢驗技術(shù)的限制。這產(chǎn)生了容易令人誤解的結(jié)果。熵：能量使用的極限近來，一些作者描述了

26、白費的熱能和無序的累積會成為人類的活動的最終限制。在荒年缺乏的時代的對策中， Richard Barnet寫道：“具有諷刺意味的是，關(guān)于極限的重新發(fā)覺與兩個人類歷史上最大膽的技術(shù)創(chuàng)舉有關(guān)。一個是基因工程，出現(xiàn)了形成生命的差不多材料的能力；另一個是太空移民。這些突破刺激了對權(quán)力的幻想，然而它們沒有打破生態(tài)的約束，象熱力學(xué)第二定律描述的：消耗更多的能量會產(chǎn)生更多的熱量，它們可不能消逝，而必須被看成永久的能量消耗。由于熱量積存會引起生態(tài)災(zāi)難，因此這些代價會限制人類的太空冒險，象在地球上一樣?！盝eremy Rifkin（和Ted Howard）寫了一整本書描述熱力學(xué)的限制和人類的以后，名字叫熵：新的

27、世界觀。熵是一個對熱運動和無序的科學(xué)的測量單位。在運動消耗有用的能量時，它們也產(chǎn)生熵，因此世界的熵穩(wěn)定而不可逆地增加。最終，有用能量的消耗將摧毀生命的基礎(chǔ)。正如Rifkin所講，那個觀點令人壓抑而不能同意，然而他講我們應(yīng)該面對熵、人類和地球的可怕現(xiàn)實。然而這些現(xiàn)實確實那么可怕嗎？Barnet認為熱量積存是一種永久的能量消耗，限制了人類活動。Rifkin認為“污染是世界上所有被轉(zhuǎn)化成不可用能量的可用能量的總和”。這種不可用能量要緊是低溫的廢熱，就象那種使電視變熱的能量。然而熱量確實會積存，象Barnet所擔(dān)心的那樣嗎？假如是的話，地球就會穩(wěn)定地變熱，一分鐘一分鐘，一年又一年地，我們現(xiàn)在就會被烘烤

28、著，假如我們的祖先在世時沒有被凍成固體的話。反過來講，大陸會在晚上變冷，在冬天會更冷，在冰川時代，整個地球都會凍成冰塊。Rifkin走到了另一個極端。他講“組成地球外殼的陸地物質(zhì)被經(jīng)常消耗。山丘和表層土每時每刻都被磨損和吹走。”Rifkin所講的“吹走”并不意味著吹到太空或吹得不存在了，他的意思是山丘的原子變得和不的原子混在一起了。而這一過程，他講，意味著我們的毀滅。原子的混亂使它們成為“無用的物質(zhì)”，由此產(chǎn)生了“熱力學(xué)第四定律”，由經(jīng)濟學(xué)家Nicholas Georgescu-Roegen提出：“在封閉系統(tǒng)內(nèi)，物質(zhì)的熵最終會達到最大值，”或（相等地）“無用物質(zhì)不能被重復(fù)利用，”Rifkin宣

29、稱地球是一個封閉系統(tǒng)，和周圍的環(huán)境交換能量而不是物質(zhì)，因此“地球上的熵持續(xù)增加，最終會達到一個最大值，”使得地球上的生命顫抖和死亡。一個真正嚴酷的現(xiàn)實是地球差不多退化了幾十億年，因此終點專門可能差不多專門接近了。然而這些是確實嗎？生命的進化過程，給地球帶來了更多的有序，而不是更少。礦石的形成也是一樣道理。地球退化的觀點是奇特的（而Rifkin認為進化是空談）。除此之外，由于物質(zhì)和能量本質(zhì)上是一回事，什么緣故一個合理的法則會挑出一個叫“物質(zhì)熵”的概念并把它放在首位呢？Rifkin把一瓶放在房間里的香水散發(fā)出的香氣作為“消散的物質(zhì)”、物質(zhì)熵增加的實例物質(zhì)變得“難以獲得”。鹽在水里融化也同樣能作為例

30、子。我們能夠想象一下一個驗證“熱力學(xué)第四定律”的鹽水瓶實驗：想象瓶子底部有一道棱，把它分成兩個池子，在一邊放鹽，在另一邊放水。一個軟木塞塞在瓶頸上：這使得系統(tǒng)成為封閉的，符合所謂的熱力學(xué)第四定律的條件。瓶子的內(nèi)部處于有組織的狀態(tài)：物質(zhì)熵還不是最大值。現(xiàn)在，撿起瓶子并搖晃它，使水進入鹽池，溶化鹽，熵在增加越變越亂！在那個封閉系統(tǒng)內(nèi)，“熱力學(xué)第四定律”講物質(zhì)熵會持久增加。Rifkin的所有關(guān)于地球熵增加的理論都依靠于這條定律。為了證實Rifkin的新世界觀的基礎(chǔ)，傾斜瓶子，把鹽水都傾到一邊的池子中，這應(yīng)該沒什么不妥，因為系統(tǒng)保持封閉狀態(tài)?，F(xiàn)在把瓶子重新直立起來，把有鹽水的池子朝向陽光，而空池子在陰

31、影中。光線射入，熱量散出，系統(tǒng)象地球那樣保持封閉。然而，看太陽光蒸發(fā)掉了水，它們在陰暗處重新凝聚！淡水慢慢充滿了空的池子，留下鹽在原來的池子里。Rifkin自己講“在科學(xué)里，只要有一個確定的例外就足以證偽一條定律。”那個思想實驗，顯示了自然的鹽沉淀是如何在地球上形成的，同時證偽了他整本書的基礎(chǔ)定律。植物也一樣，陽光從太空帶來了能量，熱量返回太空帶走了熵（只有一種）。因此，熵在一個封閉系統(tǒng)內(nèi)能夠減少，花朵能夠在地球上年年盛開。但Rifkin講的這句話是對的：“在孤立的時刻和空間中逆轉(zhuǎn)熵的過程是可能的，但要通過消耗能量來完成，因此環(huán)境的總熵是增加的?！倍鳵ifkin 和Barnet都犯了同一個錯誤

32、：當(dāng)他們寫環(huán)境時，暗示著在地球上然而這條定律把環(huán)境看成一個整體，也確實是宇宙本身。因此，Rifkin 和Barnet都忽略了太陽光和黑暗嚴寒的太空。按Rifkin的講法，他的觀點摧毀了歷史在進步的概念，超越了現(xiàn)代世界觀。他要求大伙兒奉獻，講“沒有任何第三世界的國家有希望達到美國的物質(zhì)富裕程度?！彼麚?dān)心恐慌和流血的發(fā)生。Rifkin最后結(jié)束時講道：“熵的定律回答了歷史上存在過的每個文化都關(guān)注的那個中心問題，即：人類在那個世界上應(yīng)該如何做才對？”他回答：“最終的道德規(guī)范是，盡可能少地消耗能量。”這大概意味著我們必須保存盡可能多的能量，杜絕白費。然而我們周圍最大的能量白費者是什么？什么，是太陽！因此

33、它消耗能量的速度比我們?nèi)祟惪鞄兹f億倍。要是當(dāng)確實話，Rifkin的最終的道德規(guī)范將是：“消滅太陽！”這種愚蠢的推論能夠推翻Rifkin的論點。他和專門多其他的持同樣觀點的人都有點前哥白尼時代的人的自大的味道：他們假設(shè)地球是整個世界同時不管人類做什么差不多上宇宙中最重要的事。因此，存在一個真正的熵定律：熱力學(xué)第二定律。不象那個假的“第四定律”，它寫在課本上并被工程師們使用。它將確實限制我們所能做的事。人類活動將產(chǎn)生熱量，地球散熱能力的有限也限制了基于地球的工業(yè)活動的總量。同樣的，我們的星際飛船上也需要散熱板。最后，熵定律將在時刻的專門遠的終點使宇宙塌縮，象我們明白的那樣，限制生命本身的期限。什么

34、緣故要批判Rifkin的熵呢？專門簡單，因為現(xiàn)代的信息系統(tǒng)常常使已死亡的觀念復(fù)活。通過鼓舞錯誤的希望，錯誤的恐懼，和誤導(dǎo)行動，這些觀念會白費那些關(guān)懷世界長期進展的人的努力。在Rifkin的書的封底上題寫贊美之詞（“一項令人鼓舞的工作”“光輝的工作”“震撼全球”“應(yīng)該牢記于心”）的人中，有一個普林斯頓大學(xué)的教授，一位脫口秀的主持人，和兩個美國參議員。一個MIT的研討會（“有限的地球關(guān)于可供養(yǎng)的以后的世界觀”）以Rifkin的書作為號召。所有的研討會發(fā)起人都來自于非技術(shù)部門，大部分參議員在我們那個技術(shù)社會中卻缺乏技術(shù)訓(xùn)練，專門多教授和脫口秀主持人也一樣。Georgescu-Roegen，發(fā)明“熱力

35、學(xué)第四定律”的那位，在專門大范圍內(nèi)得到支持作為一個社會科學(xué)家。熵的威脅是一個炫耀式的胡扯，而它的發(fā)明者和支持者還沒有被嘲笑聲趕下舞臺。想象成千的，成百萬的類似的歪曲有些是慎重的，有些是無恥的，然而都扭曲了大眾對世界的理解。現(xiàn)在想象一群民主國家在展望加速的技術(shù)革命的時代的時候被這些擬子侵襲的景象吧。我們有了一個真正的問題。要使我們的生存更加可能，我們將需要更好的方法除掉擬子中的雜草，并為了解增長的呼聲提供空間。在第13章和14章我將提出兩個建議解決那個問題。資源的限制自然法則限制了技術(shù)的質(zhì)和量，然而在這些法則的框架之下我們能夠用自復(fù)制組裝機生產(chǎn)超級太空船，用它們，我們能夠開發(fā)更深更寬敞的空間。今

36、天地球開始顯得小了，引起我們對耗盡它的資源的擔(dān)心。然而我們總共消耗的能量只有太陽照到地球上的1/10,000。我們不用如此擔(dān)心這種能源供應(yīng)，而更應(yīng)該擔(dān)心便于利用的石油和天然氣資源的消耗；我們的礦場在地球上挖的到處差不多上；我們對資源的絕對數(shù)量一點也不關(guān)懷，而只關(guān)懷它們的使用價值。地球?qū)⒛苤我粋€我們從來沒見過的巨大和富有的文明，而只受到比我們現(xiàn)在造成的還要小的損害。地球的潛力使得我們現(xiàn)在使用的資源相比之下顯得無足輕重。而地球也只只是是一個小點而已，行星形成時遺留下來的碎片能夠組成比地球大陸大一千倍的原料基地，太陽發(fā)送到整個太陽系的能量比它照到地球上的多十億倍。太陽系的資源是巨大的，使得地球上的

37、資源顯得無足輕重。而太陽系也只只是是一個小點而已，充滿夜空的星星差不多上太陽，人眼能看到的差不多上離得近的。我們的銀河系里面有上千億的太陽，其中專門多把它們的能量傾瀉到毫無生機的行星上，等待生命的到來。我們的銀河系的資源使得太陽系的資源顯得無足輕重。而銀河系也只只是是一個小點而已，遙遠的光線顯示了在我們的銀河系之外還有專門多其他的星系。目前可見的宇宙含有上千億的星系，其中每一個都含有幾十億顆太陽。可見的宇宙的資源使我們的銀河系的資源顯得無足輕重。我們將會達到知識的極限，假如不是資源的極限的話。太陽系大概足以解決地球的限制假如宇宙的其他部分沒有不人占有的話，我們開拓的前景是超出想象的。這是否意味

38、著可復(fù)制組裝機和廉價的星際旅行將結(jié)束我們的資源困擾？在某種意義上，開放的空間將打破對我們增長的限制，因為我們不明白宇宙的邊緣。然而，從全然上來講，馬爾薩斯是對的。馬爾薩斯在他的1798年的論述人口理論的文章中，托馬斯.羅伯特.馬爾薩斯，一個英國牧師，提出了成為現(xiàn)在所有增長限制理論的鼻祖的觀點。他注意到人口的自由增長會周期性地翻倍，因此是指數(shù)性增長。這專門有意義：由于所有的生物差不多上從一個成功的復(fù)制機祖先進展而來的，只要有機會它們就會復(fù)制。為了證明，馬爾薩斯假設(shè)資源食物供應(yīng)能夠每年增長一個固定數(shù)量（稱為線性增長，因為它畫在圖上是一條直線）。計算表明任何固定的指數(shù)式增長最終都會超過固定的線性增長

39、，馬爾薩斯得出結(jié)論講人口增長，假如不加限制的話，最終會超過食物的增長。從那時到現(xiàn)在，專門多作者都一再地對他的觀點進行發(fā)揮，例如人口炸彈和饑餓-1975！。然而食物增長和人口增長的步調(diào)是保持一致的，在非洲以外的地點，甚至還超過一些。馬爾薩斯錯了嗎？差不多上沒錯：他要緊是錯在時刻和細節(jié)上。地球上的增長確實面對極限，因為地球上的空間有限，不管是對農(nóng)業(yè)來講依舊對其他任何情況來講。馬爾薩斯對限制到來的預(yù)言沒有成功是因為他沒有預(yù)見到在農(nóng)具，農(nóng)作物遺傳學(xué)，和肥料方面的突破。一些人現(xiàn)在注意到指數(shù)式增長將過度消耗地球上的固定資源，一種馬爾薩斯論點的簡單形式。盡管空間技術(shù)將突破這一限制，但它也不能突破所有的限制。

40、即使宇宙無限大，我們依舊不能用無限的速度航行。自然的法則將限制增長率：地球生命的擴展速度將可不能超過光速。穩(wěn)定的進展將帶來新的資源，其增長率將和我們向更深更遠的太空進展的速率一樣。這將不是線性的增長，而是成立方倍的增長。但馬爾薩斯本質(zhì)上依舊對的：指數(shù)增長依舊會專門容易地超過立方冪增長像它超過線性增長一樣。計算表明不受操縱的人口增長，不管人們的壽命長不長，都將在最多一到兩千年內(nèi)超過可利用資源的消耗。無限的指數(shù)增長永久是個夢，即使在太空中。有人會阻礙我們嗎？其他的文明差不多占有宇宙的資源了嗎？假如如此，他們就會顯示出增長的極限所在。關(guān)于進化和技術(shù)限制的事實將對解決那個問題有關(guān)心。由于專門多類太陽系

41、的恒星系統(tǒng)比我們的太陽系早數(shù)億年就有了，因此一些文明（假如確實存在）應(yīng)該比我們的要領(lǐng)先數(shù)億年。我們能夠想象一些文明會做我們所做的所有情況：盡可能地擴展。地球是綠色的，不僅在海洋，也在海岸，丘陵和高山上。綠色植物現(xiàn)在差不多擴展到了空間站上。假如我們成功，地球上的植物將擴展到不的星球上。生物盡可能遠地擴展，然后更遠。一些會失敗，死亡，而成功者生存下來并更遠地擴展。移民者駛往美洲，航行或者淹死，登陸或者餓死，但幸存者建立了新的國家。每個地點的生物都會感到馬爾薩斯描述過的壓力，因為它們要為了生存而進化和為相同目的擴張自己的基因和擬子（擬子）。假如地球之外的文明存在，即使只有一小部分和地球上的生命行為一

42、樣，那么他們現(xiàn)在應(yīng)該差不多擴展到橫跨整個太空了。象我們一樣，他們也會嘗試進化技術(shù)以接近自然法則的極限。他們將學(xué)習(xí)如何用接近光速的速度旅行，競爭和好奇心會驅(qū)使他們?nèi)绱俗觥５拇_，只有高度組織的，高度穩(wěn)定的社會才能緩解競爭的壓力，幸免接近光速時產(chǎn)生的爆發(fā)。到現(xiàn)在為止，在幾億年之后，即使專門分散的文明也能擴展得足以互相接觸了，開始劃分他們周圍的空間。假如這些文明確實到處都有，他們必定顯示了專門大的克制和專門好地隱藏了自己。他們可能差不多操縱了整個星系數(shù)百萬年了，并面對著宇宙尺度上的增長的極限。當(dāng)一個先進的文明面對生態(tài)限制的時候，它將既可不能白費物質(zhì)也可不能白費能量。而我們觀看各個方向的星系時，都能看見

43、白費：星系的螺旋臂由白費的物質(zhì)構(gòu)成，背景里差不多上白費的星光。假如這種先進文明存在，我們的太陽系會成為其中之一的一塊領(lǐng)地，假如如此，主動權(quán)就在他們手里我們不能威脅他們，而他們能夠隨意研究我們，不管我們合不合作。敏感的人能夠聽到他們的要求。然而假如他們存在，他們專門可能隱藏了他們自己并保持著他們的秘密。人類在可見宇宙中是唯一存在的觀點是和我們對宇宙的觀測和對生命起源的認識一致的。不需要用害羞的外星人來解釋那個事實。有些人會講因為有這么多恒星，因此應(yīng)該有其他文明存在。然而在可見宇宙中的恒星數(shù)量依舊少于一杯水中的分子數(shù)。就像一杯水不必包含所有可能的化學(xué)物質(zhì)（即使是化工廠的水）一樣，其他星系也不必非得

44、承載文明。我們明白競爭的復(fù)制機會朝它們的生態(tài)極限進展，而宇宙中卻到處存在資源白費。我們沒有接觸到任何外星使節(jié)。假如他們確實不存在，我們就不必在我們的打算中考慮他們；假如他們確實存在，他們就會支配我們的打算，為他們的不可了解的目的服務(wù)，因此我們也就不可能為可能發(fā)生的情況做預(yù)備。因此到現(xiàn)在為止，也許直到永久，我們都能夠為自己的以后作打算而不必考慮可能會被其他文明所限制。與限制一起增長 不管是否有不人在那兒或不在，我們都將走自己的路。太空在等待著我們，那兒光禿禿的巖石和陽光與我們地球上幾十億年前生命出現(xiàn)之前的情況一樣，我們的工程師正在進化擬子（擬子）關(guān)心我們建筑太空船和太空殖民地：我們將移民到太陽系中適合居住的地點。在我們富饒的太陽系之外還有彗星一團巨大的云狀物質(zhì)，飛到星際空間時變薄，接近并圍繞其他星系時又再一次變厚，而在那兒一個全新的太陽和巖石系統(tǒng)正等待著生命的觸摸。 盡管無限的指數(shù)式增長是一個夢，然而生命和文明的擴張卻可不能面對固定的邊界。擴展會接著下去，假如我們存活的話，因為我們是生命系統(tǒng)的一部分，而生命