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认知升级、化敌为友、拥抱技术、共建富足 精选

已有 5487 次阅读 2017-8-22 09:22 |个人分类:科普荟萃|系统分类:科普集锦|关键词:全球变化

当人类作为一个物种刚刚出现在地球上时,没有任何话语权,与其他动物相比,并没有什么太多不同,更没有站在食物链的顶端。但是,人类在生物学上的累计进化所带来的认知升级,导致他们可以在脑海中创造一个并不存在的世界,而人人又相信这个世界的存在。这样,就可以把大量的人群紧密联系在一起,化敌为友进行大规模、高效而灵活的协作,人类的力量急剧放大,并利用这样的信仰去改变真实的世界,人类地位稳步攀升,从采集狩猎时代的万物平等,到农业革命之后的人类超越其他所有物种,开始了征服世界之旅,地位也迅速抬升到仅次于上帝。后来的进化论思想更是让宗教的超自然力量崩溃,人类也不再需要上帝的庇护,他们逐步相信自己才是这个世界的主宰和意义。

在人类发展史上,资源短缺其实一直伴随着人类社会的成长。1798年,马尔萨斯指出:人口数量的指数增长同粮食产量的线性增长极其不匹配,人类终将无力挽救自己。自此,许多思想家也不断重复这样的认识,到20世纪60年代甚至达成了共识。1972年,《增长的极限》报告出版,很快被翻译成20多种语言,几乎所有的读者都被吓坏了:地球上的资源很快就被用完了,人类发展已经没有太多时间了。还有“人类只有一个地球”和“人类只有一个太阳”这些口号,更是形象地设定了地球资源和能源的上限。40多年过去,这些可怕预言虽然没有变成现实,但总体方向大体是正确的,随着时光的流失,其重要性变得越来越强。然而,在另一个方面,人类发展史上一次又一次地重复着化资源短缺为富足的故事:原本非常稀有的某种资源,一旦找到了某种革新的方法,就会变得十分丰富,其蕴含的道理其实非常简单——事物的稀缺性依赖于环境本身。同时,人们也看到,新技术不断创造更多的专业化机会,专业化又增加了合作的可能,合作致使人类的能力不断提高,能力的提高又产生了新技术,然后整个过程重新开始,一遍又一遍。这不得不说是人类认知与合作的再次升级。

无独有偶,另一个引起近代人类关注的是气候变化问题。在这个问题上全球科学家的共识是,90%以上的可能是人类自己的责任,是人类蹂躏自然、无所顾忌的结果。人类今日所作的决定和选择,将会影响气候变化的走向,及时采取预防措施是必需的。1979年,第一次世界气候大会在瑞士日内瓦召开,科学家警告说大气中二氧化碳浓度增加将导致地球升温,并呼吁保护气候;1988年,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)成立;1992年,《联合国气候变化框架公约》确立了发达国家与发展中国家“共同但有区别的责任”原则,力求把温室气体的大气浓度稳定在某一水平,从而防止人类活动对气候系统产生“负面影响”;1997年,《京都议定书》达成,使温室气体减排成为发达国家的法律义务;2007年12月达成的巴利路线图,计划在两年时间内就加强《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》的实施分头展开谈判,希望2009年在哥本哈根诞生一份新的协议,取代2015年到期的《京都议定书》。然而,充满热切期望的《哥本哈根协议》并没有如期到来,全世界各个国家只是在争争吵吵,相互指责中度过了艰难的2年时间。人们不得不把未来的期望放在了6年之后召开的巴黎气候峰会上。

2015年终于来了,但首先等来的居然是巴黎恐怖袭击,再次让人们的悲观情绪降到了冰点,许多人担心哥本哈根会议的窘境会重蹈覆辙。不过,这一次真的不同了。哥本哈根协议破产之后,各国都相继采取了更加务实的态度,致力于为峰会顺利召开的铺路工作。虽然谈判的过程也是异常艰难的,但最终达成的初步共识受到了各国的广泛支持。由于协议崇尚从下到上的思维,尊重各国的能力差异,而非以一个既定的标准,强制各国必须减多少碳,各协约国都答应从头做起、由小到大的作法,自行呈交减排计划,而非拟定一体适用的策略,大幅简化了谈判过程。

此外,条约强调信息的透明与开放、数据正确性和目标延续性。更重要的是,在过去多年来公民团体的关注和参与下,协议也纳入了人权主流化的观念,提及原住民、性别、劳动者权益与世代正义。同时,协约也鼓励国家以外的角色,包括民间团体、公司企业、金融投资机构、地方与区域政府,都可加入对抗气候变迁的行列,不分角色大小,试着以自身之力让地球更可持续。

可以毫无夸张地说,《巴黎协议》是在总结公约和《京都议定书》经验教训后集20多年的努力之大成,是国际气候治理体系自然演化的结果,凝聚了无数政治家、谈判代表和一些智库的心血和智能,展现了气候议题上前所未见的全球大合作,化干戈为玉帛。纵观这一过程,不难得出这又是一次人类认知升级促进合作的典范案例。

《巴黎协议》要求大气二氧化碳排放与地球碳汇之间达到平衡的目标并没有降低,甚至提出了更高的要求。协议还将世界所有国家都纳入了呵护地球生态确保人类发展的命运共同体之中,明确了全球共同追求的“硬指标”,把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2摄氏度之内,并为把升温控制在1.5摄氏度之内而努力。

在应对气候变化问题上,人与人之间的合作已经初战告捷,余下的就是人与自然和技术的合作问题。那么,依靠这些合作,人类是否能找到解决气候变化的良方呢,也同时也意味着一次新的认知升级。当我们从技术的视角来看待气候变化时,仍然会回到资源短缺问题上。就普遍谈论的资源可持续发展问题来说,呼吁是减少能源、用水量,避免有害物质进入我们的生活。虽然这样的呼吁是值得称道的,但并不足以解决我们的麻烦。应对资源短缺威胁更好的办法,并不是每个人都打破头去抢夺现有的资源这块蛋糕,使得这块蛋糕变得越来越薄,而是尽力使之变得更大。

在人与自然的合作中,我们首先要恢复对二氧化碳的认识。在之前的气候变化争议中,人们的注意力似乎更被引入了在气候科学中研究不全面或不充分的地方。不管是传统媒体的电视广播和报刊杂志,还是新型媒体的互联网连接的电脑和手机屏幕,在不经意间向人们灌输着一个信条:碳是气候变化的罪魁祸首,我们需要减少碳排放量,缩小碳足迹。说白了,就是如何战胜碳这个宿敌。难怪在这个问题上,企业、机构和政策制定者都不知所措。然而,这一切都是错误的,气候变化是人类自己打破了碳循环所造成的结果:大气中的人为温室气体以错误的存留时间、错误的剂量进入了错误的地方。总体上,这是人类的一种设计失败,如果我们化友为敌,必然会伤及无辜而错失良机。

碳原子是地球生命的骨架,二氧化碳是植物进行光合作用的通货,是地球再生能力的基础。人类使用的几乎所有材料,都是碳的化合物;甚至许多新材料,如工业聚合物和石墨烯也是碳构成的。在生态系统中,碳是土壤健康的核心,土壤碳是健康生态系统和粮食与水安全的保障。在健康的生态系统中,当植物将二氧化碳转化为生物质时,一些碳流入植物的枝条、叶片和花朵中,其余的则滋养土壤食物网,从植物的根部流向土壤微生物群落,微生物共享对植物至关重要的矿物质和微量营养成分,提高了植物光合作用的速率。土壤食物网将植物碳转化为土壤碳,这种碳不仅蕴藏丰富、稳定可靠,具有赋予生命的作用,而且还使土壤呈海绵状,从而提高其肥力、持水力和滤水力。这就是一个健康的碳循环对生命的支持,使碳以合适的浓度保存在合适的场所中,调节气候,促进增长,并滋养了人类社会持续发展一万年。

在这里,碳是生命维持的资源和工具。这本来是一个常识性的问题,是大自然对人类的馈赠。但在人类近代发展史上,人们更相信抗争,相信生存斗争,忘记了如何与自然和谐相处。我们简单地用二元论思想定义世界的好和坏,甚至掩盖了我们人类的设计问题。正如我们前面所说,真正短缺的资源是很少的,解决方案是如何利用资源。现在是时候采取深刻而持久,并富有原则的解决方案来还原世界的本来面貌。当我们大胆地试图大力减少一些害处时,我们也可以积极地定义一些更有益的体系,使我们的方式变得更加美好。现在,凭借透明而翔实的丰富信息,我们拥有了这个世界,为什么不利用我们的智慧来塑造更美好的明天?我们不应该只是保护地球,而应该重新设计我们的行为来改善地球。这个目标其实已经在我们力所能及的范围之内。在这个技术引导我们升级改造的时代,如果与技术为盟,将会出现更多的机遇

非洲大面积的沙漠目前远未得到充分利用,它们处于日照亮很高的低纬度地区,拥有既充足又免费的光能,其太阳能潜力是欧洲的9倍,每年所提供的能源量相当于1亿吨石油,缺乏的只是开发太阳能的技术。此外,非洲还拥有巨大的风力、地热、水力蕴藏量,不仅能满足自身的能源需求,还能将剩余的能源出口。可喜的是,在过去10多年里,太阳能光电产品的生产量和安装量每年都增长近50%,而成本还在持续降低。麻省理工学院利用碳纳米管收集太阳能,使得太阳能电池板的效率比传统模式提高了100倍。美国雄心勃勃的“太阳计划”如何得以实现,可将太阳能发电系统的成本降低到每千瓦时6美分,这个价格足于与燃煤发电抗衡。与此同时,巴西、墨西哥、瑞典和美国的部分地区,陆上风力发电也已经达到市电平价水平了。

我们知道,老一代的生物燃料主要是依靠生产玉米制成酒精,那对人类来说简直就是一场灾难,因为这些燃料会引发很多环境问题,并且需要耗费掉数以百万英亩计的良田生产的玉米,从而不可避免地推动粮食价格的上涨。而埃克森美孚国际公司所研发的新一代生物燃料并不依赖于粮食作物,而是让藻类生物生成生物燃料。根据美国能源部的资料,在每英亩土地上,藻类所能生产出来的能源比传统的生物燃料要多出 30倍。之所以要利用海水,是因为不想与农业生产者争夺土地或淡水资源。更有甚者,研发中的技术还可让藻类细胞分泌脂类物质,使藻类变成了一种类似于微型工厂的植物。据估计,一个 5 平方千米的藻类农场所生产的燃料就足够大约 24000 辆汽车跑上整整一年!美国太阳计划也正在设计比植物光合作用高10倍以上的人工光合作用,直接将阳光、水和二氧化碳转化成可储存,可转运的燃料,几乎可以完全取代化石燃料。

诚然,自然界是从来不缺能源的,只是无法被人类方便控制。我们之所以如此依赖碳氢化合物,是因为它们不仅能量密度高,而且易于储存。太阳能只在阳光照射时存在,如果建设一个全球性的能源网络,把在地球上处于白天的这一面收集起来的能源输送到地球上处于黑夜的另一面去,不是一件很美妙的事儿吗?但大多数人对这种能量的“空间转移”没有太多热情,他们还是寄希望于“时间转移”的能量储存技术,也就是高容量蓄电池技术。阿奎昂能源公司(Aquion Energy)生产的电池不依赖于锂这种非常稀缺且有毒的元素,而是直接利用钠离子和水,这两种物质是由地球上储量最非常丰富的元素组成,同时又足够安全。

随着互联网技术的发展,拥有智能电网的能源网也随之出现,这将允许众多的生产者和消费者通过本地或广阔区域的网络进行能源交易。在这个网络中,任何人都可以轻而易举地输入能源或取走能源,就像今天的电脑、电话、调制解调器可以随时接人网络或从网络中断开一样。自此,太阳能发电技术和风能发电技术将迅速完成整合,从而使商业建筑和住宅物业的业主能够利用自己发的电来满足自己的大部分用电需求,而以电网供应的电力作为补充。这样的智能电网,由大量彼此联网的分布式发电系统、无数分配了 IP 地址的智能家电,再加上无处不在的分布式能源存储系统组成,从而使“完美能源”成为现实。

总之,与其看到一个极限的世界,提出商业角度的问题——如何用尽可能少的付出得到更多的收益,不如面向共建世界富足转变我们的思维,就是要提出一个完全不同的问题:我们对于想得到的这一切究竟能付出什么?虽然我们只能根据现在设计未来,但未来的文明不是凭空产生的,在新文明的建设中,传统是巨大的参照,也是巨大的资源。人类需要从传统中汲取与自然相处的智慧,拥抱即将到来的技术革命。一些司空见惯的事物可能会重新被发明,这不仅是为了维持地球上的生命,而且还要让它不断茁壮成长。我们的目标简单而积极的:一个令人赏心悦目的多样化、安全、健康而公正的世界,有清洁的空气、土壤、水和能源,而这些我们都能经济、公平、生态和优雅地享受。


该文部分内容被整理后,发表于2017年7月号的《科学画报》中,发表题目为“如何应对全球变暖”(下载14-15.pdf)。


参考资料

[1] 尤瓦尔·赫拉利, 2014。人类简史,中信出版社。林俊宏翻译。

[2] Peter H. Diamandis, Steven Kotler, 2016. The future is better than you think. (《富足:改变人类未来的4大力量》,贾拥民译,浙江人民出版社)
[3] Earth Optimism Summit. (
https://earthoptimism.si.edu/)

[4] Carbon is not the enemy. Nature 539, 349–351 (17 November 2016) doi:10.1038/539349a



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