我讀《能量與文明》：能量在歷史發(fā)展中的作用

在思考?xì)v史發(fā)展的動(dòng)力時(shí)，通常采用還原論的思維方式。有人認(rèn)為，物質(zhì)運(yùn)動(dòng)推動(dòng)歷史前進(jìn)；另有人認(rèn)為，精神力量促進(jìn)歷史進(jìn)化。毫無疑問，這兩派觀點(diǎn)都體現(xiàn)出二元論的對(duì)立思考方式，但如果要繼續(xù)深入一步進(jìn)行綜合探究的話，就會(huì)發(fā)現(xiàn)物質(zhì)和精神背后都隱含著共同的因素，那就是能量。沒有能量就不會(huì)有現(xiàn)實(shí)世界的物質(zhì)和精神，沒有進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的原動(dòng)力就不會(huì)有作為物質(zhì)和精神統(tǒng)一體的人的進(jìn)化，自然也不會(huì)有文明的發(fā)生和發(fā)展。然而，這么說并不意味著能量決定論，而是要把能量視為歷史發(fā)展的必要條件，同時(shí)在與其他多種因素相互作用的進(jìn)程中推動(dòng)歷史發(fā)展。在這個(gè)進(jìn)程中，歷史和文明能夠達(dá)到的高度和擴(kuò)張的范圍，在很大程度上取決于對(duì)能源的利用和利用的效率。

能量或能源史在1990年代以前主要是科技史研究關(guān)注的領(lǐng)域?？萍际费芯吭诎l(fā)展進(jìn)程中逐漸形成了兩條分析路徑，分別是內(nèi)史和外史。所謂內(nèi)史，就是從學(xué)科內(nèi)部的演進(jìn)建構(gòu)科技史的脈絡(luò)和框架；所謂外史，就是從促進(jìn)科技發(fā)展的外部因素著手建構(gòu)大科技史，即把科技和社會(huì)經(jīng)濟(jì)政治融為一體的歷史。顯然，前者似乎更專業(yè)化，主要是由對(duì)學(xué)科史感興趣的科技人員編撰的，讀者主要是專業(yè)人員；后者似乎更通識(shí)化，主要是由對(duì)科技史感興趣的歷史學(xué)者編撰，主要面向大眾讀者。應(yīng)該說，這兩種取向各有利弊。進(jìn)入1990年代后，環(huán)境史學(xué)者開始關(guān)注能源史研究，最直接的動(dòng)因來自對(duì)環(huán)境污染的深層次探究?，F(xiàn)代環(huán)境污染和生態(tài)破壞都與科技存在密不可分的關(guān)系，化石能源的利用在其中發(fā)揮著明顯的、重要作用。溫室氣體排放主要是由燃燒化石能源造成的，毀林和生物多樣性損失通過借助于化石能源驅(qū)動(dòng)的鏈鋸和運(yùn)輸工具得以愈演愈烈。然而，能源史并不是只有化石燃料的發(fā)掘和使用，向前追溯是肌力、畜力、風(fēng)力和水力的使用，向后延展是核能和可再生能源的使用。與此相應(yīng)，歷史和文明也在不斷升級(jí)和進(jìn)化。于是，能量或能源與歷史和文明發(fā)展的關(guān)系史就成為環(huán)境史關(guān)注的重點(diǎn)。2006年，第一代環(huán)境史學(xué)家中最具世界眼光的杰出代表阿爾弗雷德.克羅斯比出版了《人類能源史：危機(jī)與希望》，簡(jiǎn)明扼要地回顧了能源史發(fā)展的三個(gè)階段，即太陽的賞賜、化石能源時(shí)代和第三個(gè)千年之交的能源，指出我們現(xiàn)在的生活方式是不正常的和不可持續(xù)的，面對(duì)能源的有限性或即將失去太陽能量的載體，我們或許能夠從歷史中得到走出困境的啟示。從英文版書名看，作者顯然想表達(dá)兩個(gè)意思，一是人類是太陽之子，深受太陽的恩惠，因?yàn)橐磺心茉炊紒碜蕴?；二是人類?duì)能源的貪婪，正是這種過度利用打造了文明，也種下了文明發(fā)生危機(jī)的種子。從中外文書名的差異可以看出對(duì)能源史的不同理解和立場(chǎng)。2017年，專研能源史的瓦克拉夫·斯米爾出版了集大成的著作《能量與文明》，從縱向和橫向兩個(gè)方面立體分析了能量與文明的復(fù)雜關(guān)系，解構(gòu)了一些約定俗成的常識(shí)。然而，與克羅斯比的書一樣，斯米爾的書名的中英文也呈現(xiàn)出不同。斯米爾書的英文版有個(gè)副標(biāo)題——“一部歷史”，但中文版并沒有翻譯出來。這反映了斯米爾實(shí)際上想從歷史的角度探討能量與文明的關(guān)系，或者說，他把能量與文明的關(guān)系歷史化了，即通過對(duì)不同歷史階段的特點(diǎn)的比較，從縱向上把握能量與文明的關(guān)系；同時(shí)在第七章通過橫向比較展示這種關(guān)系的復(fù)雜性。

歷史編撰最主要的方法是敘述。在敘述中建構(gòu)歷史發(fā)展過程，傳遞對(duì)歷史的認(rèn)識(shí)和解釋，進(jìn)而啟發(fā)讀者汲取歷史的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。但是，能源史的編撰除了采用敘述方法之外，還需要定量分析，從而把歷史認(rèn)識(shí)建立在堅(jiān)實(shí)、客觀的基礎(chǔ)上，甚至能夠校正先前流傳的一些似是而非的或者錯(cuò)誤的結(jié)論。進(jìn)行定性分析之前，需要確定可以一以貫之的標(biāo)準(zhǔn)或指標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定需要兼顧科學(xué)和歷史兩個(gè)方面，前者在科技研究中已經(jīng)相對(duì)比較成熟，后者需要從歷史進(jìn)程中進(jìn)行提煉，需要兼顧先發(fā)工業(yè)化國家和發(fā)展中國家。另外，這些標(biāo)準(zhǔn)不能單獨(dú)使用，因?yàn)樗淮砟硞€(gè)單項(xiàng)或方面，需要與其它標(biāo)準(zhǔn)合作進(jìn)行綜合分析。這樣才能克服對(duì)歷史進(jìn)行片面分析的弊端，進(jìn)而形成既忠實(shí)于歷史又超越具體歷史的深刻認(rèn)識(shí)。在《能量與文明》中，作者相繼使用了能量密度、功率密度、能量強(qiáng)度、能量成本、能量回報(bào)率等標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)人類使用能量的效率進(jìn)行了量化測(cè)算和比較，進(jìn)而改變了一些傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。例如，在傳統(tǒng)的能源史研究中，形成了幾次能源轉(zhuǎn)換的基本認(rèn)識(shí)和框架，但經(jīng)過多標(biāo)準(zhǔn)的綜合衡量，發(fā)現(xiàn)并沒有在先前認(rèn)定的明確時(shí)間點(diǎn)上發(fā)生能量替換，相反這些轉(zhuǎn)變都經(jīng)歷了長(zhǎng)期的過程。在肌力為主的時(shí)代，畜力所占份額逐漸增多；在化石能源逐漸成為主導(dǎo)的時(shí)代，肌力和畜力并沒有立即退出歷史舞臺(tái)，相反，卻與化石能源一起共同推動(dòng)了新文明的誕生和發(fā)展；在向可再生能源過渡的時(shí)代，化石能源也不可能像人們想象的那樣，輕而易舉地退出歷史舞臺(tái)，相反，這不但是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，而且各種能源還會(huì)相互交織并存，因?yàn)槟茉闯杀九c功率密度并不能與能量密度、能量強(qiáng)度保持一致，因?yàn)槟茉闯杀具€會(huì)受到技術(shù)閉鎖和路徑依賴的影響。只有把量化衡量標(biāo)準(zhǔn)和歷史因素相結(jié)合才能體現(xiàn)能源與文明之間的復(fù)雜關(guān)系。

能量的流動(dòng)、存儲(chǔ)與控制受制于熱力學(xué)定律，文明的發(fā)展同樣也遵循熱力學(xué)定律，但是，文明的演進(jìn)還有自己的獨(dú)特規(guī)律。在尋找能量與文明演進(jìn)關(guān)系的共性時(shí)，不能走到另一個(gè)極端，即忽略文明的特性。熱力學(xué)第一定律表明能量守恒，第二定律表明能量在轉(zhuǎn)換過程中會(huì)損失，即熵值增加。文明史的演進(jìn)當(dāng)然是利用能量的結(jié)果，也無法沖破宇宙能量所限定的范圍，但是，在能量轉(zhuǎn)換推動(dòng)文明進(jìn)化過程中，并非時(shí)時(shí)刻刻都能提升能源效率，相反，能源效率往往很低。換言之，文明史在某種程度上、實(shí)際上是效率很低的歷史，例如，美國的人均能源使用量很高，但能源成本和能源效率并不高，這反映出文明內(nèi)部還存在著單純用能量不能解釋的發(fā)展不平衡和不平等問題。造成不平衡和不平等的原因在某種程度上與能源的分布和占有有關(guān)，但占有背后的支撐因素是經(jīng)濟(jì)和軍事實(shí)力。進(jìn)而言之，占有能源的多寡并不必然帶來政治發(fā)展的民主化，事實(shí)正好相反，最富有化石能源的沙特實(shí)行的是君主制，而化石能源匱乏的韓國和日本等實(shí)行的是民主制。從這個(gè)意義上看，能源是文明發(fā)展的基礎(chǔ)，但在把能源轉(zhuǎn)換成歷史發(fā)展的動(dòng)力過程中，人類經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、政治和思想文化都施加了不可磨滅的影響，從而促使文明走上了多樣化發(fā)展道路，體現(xiàn)出能源與文明的關(guān)系是一致性和多樣性統(tǒng)一的特點(diǎn)。

從歷史的延長(zhǎng)線上觀察，人類面臨的能源問題不是化石能源的枯竭，而是如何提高能源利用效率。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)都認(rèn)為，能源儲(chǔ)量有限，不同國家和人群的需求幾乎都在增加（發(fā)達(dá)國家增速較緩，發(fā)展中國家增速劇烈），這就產(chǎn)生有限供給和無限需求之間的矛盾。解決辦法要么是開發(fā)核能或可再生能源，要么是抑制需求，但是，可再生能源因?yàn)殚_發(fā)成本太高或核能的危險(xiǎn)性無法降低到讓人放心的程度而不能成為可行的替代方案，人為降低發(fā)達(dá)國家的能源需求或阻撓發(fā)展中國家滿足其利用更多能源的愿望既不可行也不人道。因此，這個(gè)方案沒有可行性。不過，通過深入研究就會(huì)發(fā)現(xiàn)，這兩種思路都沒有觸及問題的根本。能源史和文明史昭示，能源的有限性不是影響文明發(fā)展的最關(guān)鍵因素，真正關(guān)鍵的是如何提高各種能源的轉(zhuǎn)換率。在這個(gè)過程中，既要依賴技術(shù)進(jìn)步，又要改善不平等狀況，使能源利用率的提升普惠眾生。換言之，文明與能源的關(guān)系中出現(xiàn)的問題，需要主要從文明內(nèi)部來解決，調(diào)整文明發(fā)展不平衡和不平等才是解決能源問題的可行之道。

斯米爾還在綜合先行研究的豐富成果基礎(chǔ)上，從能量史和文明史的視角對(duì)世界歷史上的一些重要事件提出了新觀點(diǎn)。工業(yè)革命是世界歷史的一個(gè)重要分水嶺，主張地球歷史已經(jīng)進(jìn)入人類世的保羅·克魯岑甚至還以瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)作為劃分人類世和全新世的金釘子。實(shí)際上，無論從蒸汽機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用過程來看，還是從工業(yè)中肌力和畜力的占比以及化石能源的利用來看，都不能以1769年瓦特通過重新設(shè)計(jì)將蒸汽機(jī)變得更為實(shí)用作為工業(yè)革命的起點(diǎn)。實(shí)際上，蒸汽機(jī)的改進(jìn)和使用是與采煤業(yè)相互促進(jìn)、共同發(fā)展的。直到19世紀(jì)80年代早期，蒸汽機(jī)才代替生物原動(dòng)力（肌力、畜力、水車和風(fēng)車）成為工業(yè)化的主要原動(dòng)力，化石能源代替生物質(zhì)能源成為工業(yè)化的主要能源基礎(chǔ)。從這個(gè)意義上看，工業(yè)革命最先就是一個(gè)局部的、局限性很強(qiáng)的歷史現(xiàn)象，其影響只觸及棉紡織業(yè)、采煤和煉鐵等少數(shù)產(chǎn)業(yè)，其它領(lǐng)域基本上還停留在前現(xiàn)代狀態(tài)，因此，把那時(shí)稱之為工業(yè)革命名不副實(shí)，把英國19世紀(jì)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)歸因于蒸汽機(jī)的使用更是錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。另外，中國在能源史、科技史和文明史上留下了若干難解之謎。例如，在漢代，中國發(fā)明了許多利用畜力、風(fēng)力和水力的新技術(shù)，領(lǐng)先了千年之久；在宋代，中國出現(xiàn)了“早期的工業(yè)革命”，用煤冶鐵的技術(shù)和產(chǎn)量都高居世界首位；在明代初期，中國的航海技術(shù)和實(shí)踐獨(dú)步天下。然而，這些技術(shù)進(jìn)步都沒有產(chǎn)生全局性的變革，原因在于能源利用的新技術(shù)發(fā)明只有在合適的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)環(huán)境中才能發(fā)揮應(yīng)有的作用。沒有強(qiáng)烈的經(jīng)濟(jì)需要和寬松的社會(huì)氛圍，新生事物的成長(zhǎng)和擴(kuò)散都難以想象。進(jìn)而言之，并不是能源富集的地區(qū)就能迅速轉(zhuǎn)向能源高收益利用，也不是能源短缺的地區(qū)就一定能創(chuàng)立能源成本節(jié)約型經(jīng)濟(jì)和文明。作為經(jīng)濟(jì)和文明發(fā)展基礎(chǔ)的能源，發(fā)揮作用的過程非常復(fù)雜，許多非能源因素都參與其中，并發(fā)揮了重要作用。從這個(gè)意義上說，“研究能源史，功夫在能源之外”，能源與文明的歷史關(guān)系仍是一個(gè)需要進(jìn)一步探索的重要領(lǐng)域。

撰寫歷史、尤其是自古至今的歷史，沒有分期是不可想象的。傳統(tǒng)的歷史分期、能源史分期以及文明史分期，都既有合理性又存在這樣或那樣的問題，而且也不大適合于研究能量與文明的關(guān)系史。但是，《能量與文明：一部歷史》的分期并不明朗。如果說第一章“能量與社會(huì)”是引子、第七章“世界歷史中的能量”是綜論，那么第二章至六章就是該書的主體。其標(biāo)題分別是：史前時(shí)代的能量；傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)；前工業(yè)社會(huì)的原動(dòng)力和燃料；化石燃料、初級(jí)電力和可再生能源；化石燃料文明。顯然，無法從這些標(biāo)題中觀察到一個(gè)統(tǒng)一的分期標(biāo)準(zhǔn)和時(shí)間連續(xù)性，而這正是閱讀此書時(shí)給人以內(nèi)容豐富但線索不清的印象的問題所在。

文明是相對(duì)于野蠻而言的，是歷史發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物。文明包括物質(zhì)文明和精神文明等，能源與物質(zhì)文明的關(guān)系相對(duì)比較直接，也容易理解，但能源與精神文明的關(guān)系并不那么直接，也不易理解。斯米爾并沒有對(duì)后者做出與它的重要性相符的論述，只是提到腦力勞動(dòng)和思考的新陳代謝成本與劇烈的肌肉運(yùn)動(dòng)相比是非常小的，但要支撐心理發(fā)育和技能習(xí)得需要大量的間接能量投入。毫無疑問，能源與精神文明的關(guān)系史不但更為復(fù)雜和隱蔽，也是具有重要意義的、需要進(jìn)一步探討的問題。

在能源轉(zhuǎn)型中，環(huán)境發(fā)揮了重要作用。在肌力、畜力、風(fēng)力和水力時(shí)代，環(huán)境位置限制著文明發(fā)生和擴(kuò)展的方位；在化石能源和電力時(shí)代，位置不再重要，但環(huán)境問題愈演愈烈，對(duì)地球環(huán)境系統(tǒng)造成的危害迫使人類不得不尋找環(huán)境友好型能源（可再生能源）及其高效利用方式。顯而易見，化石能源燃燒帶來的環(huán)境問題是促使能源轉(zhuǎn)型的重要力量，但該書僅僅用了三頁來討論環(huán)境影響，這無論怎么看都顯得有點(diǎn)輕描淡寫。其實(shí)，環(huán)境問題不僅僅造成了對(duì)人體的損害，還對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生了嚴(yán)重負(fù)面影響，也引發(fā)了遍及全球的環(huán)境主義運(yùn)動(dòng)，從更廣泛意義上推動(dòng)著文明轉(zhuǎn)型。從這個(gè)意義上說，能源與環(huán)境的關(guān)系問題應(yīng)該成為深入探討能源與文明的關(guān)系史中的一個(gè)重點(diǎn)。

總之，能源是文明發(fā)展史中的一個(gè)牽一發(fā)而動(dòng)全身的因素，能源與文明的關(guān)系史相當(dāng)復(fù)雜，值得深入探索。斯米爾的《能量與文明》對(duì)其進(jìn)行了歷史化處理，呈現(xiàn)了能源與多種非能源因素之間錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系，勾勒了能源與文明協(xié)同演化的全貌。雖然還有一些重要問題需要進(jìn)一步深化認(rèn)識(shí)，但該書是研究能源史、能源與文明的關(guān)系史、文明史時(shí)繞不過去的重要著作。