《能量與文明:農業生產的深層邏輯,未來農業發展的前景》 不愛讀書的小青能量既不會憑空產生,也不會憑空消失,它只會從一種形式轉化為另一種形式,或者從一個物體轉移到其它物體,而能量的總量保持不變。 ——熱力學第一定律:能量守恒定律迄今為止,人類文明經曆了四個階段:漁獵文明(原始文明)、農業文明、工業文明,以及如今的生態文明或信息文明。農業文明,又稱農耕文明,是人類首次掌控自己命運的嘗試,也是人與自然最為和諧共生的階段。四大古國是農耕文明的典型代表,“男耕女織”可以視為中國農耕文化的起源。能量的起源,則更為古老,從地球上沒有人類之前,能量就一直來來去去。植物用它長高高,動物用它吃飽飽,山川因之絢麗,四海為之澎湃。能量一詞,與時間一樣,都是人類對既定事實的一種規矩化描述。“大到改變板塊構造的力量,小到微小雨滴的累積侵蝕,能量無處不在。通過將太陽輻射的能量轉換為植物質的光合作用,生命得以形成。” 加拿大歷史學家瓦茨拉夫·斯米爾,在《能量與文明》一書中指出:能量是唯一的通用貨幣。要想達成任何目標,能量都必不可少。他對人類社會發展進程中,能量利用與文明生滅之間的關系,做出了系統解讀,涵蓋了能量起源、當前人類利用能量的極限,以及能量與文明的未來發展方向。作為人類史上的第一種文明形態,農耕文明的發展與能量利用密不可分。縱觀農耕文明的發展曆程,可以發現農業生產主要包含三個部分:農作物品種、土地資源、耕種方式。從事農業生產的人被稱為農民,收成的好壞用來農業生產的結果。隨著耕種方式的改進,農業生產解決了大部分人的溫飽問題,在農業生產的過程中,衍生出了祭祀(舞蹈的起源),天象(天文學起源)等活動,並創造了大量閑暇時間,人們用來研發科技,發展文化等。要想理解這種關系,首先要解決的問題是:能量來自哪裏? 眾所周知,太陽輻射(太陽光)是地球上一切生命得以形成的源泉。而科學研究表明,我們看到的太陽光,約30%左右被地表和雲層反射,約20%被大氣層和雲層吸收,而另一半的大部分被地表吸收,轉化為熱能,輻射到太空。僅有不到0.05%的太陽輻射,被植物的光合作用轉化,存儲在體內。人體獲得能量的基本方式,就是將植物體內儲存的能量,以直接或間接的方式,轉化為自身的能量,這個過程被稱作吃飯。這也是農業生產在很長一段時期內,要解決的核心問題。為了解決吃飯問題,一萬年前的中國人,選擇種植一切可以吃的植物。在長期的實踐過程中逐漸積累經驗,能量高、易吸收、能推廣的農作物品種被選擇了出來,例如“九谷”“六谷(稻、黍、稷、粱、麥、苽)”“五穀(《黃帝內經》中為粳米、小豆、麥、大豆、黃黍)”。在魏晉南北朝以前,以“北粟南稻”為主,隋唐以後麥類得到推廣,逐步形成“北麥南稻”的格局(引自周躍中《試談中國古代農作物種類及其歷史演變》一文)。漢代也曾引入玉米、馬鈴薯等作物,如今在北方和西南地區大面積種植。 不同的農作物,對土地資源的需求也是不同的。馬鈴薯適宜在富含有機質的土壤,如沙壤土、黑鈣土中栽培;小麥在微酸和微堿性土壤上都能較好地生長;玉米則比較親近質地黏重的土壤;水稻則顧名思義,需要便利的水利條件。單純強調土壤性質,很難保證農作物常年豐收。隨著種植年份增加,土壤之中的無機鹽和有機質,都會被植物吸收轉化為自身能量。要想保證土壤中的能量足夠農作物生長,農民需要做一件事:施肥。針對作物的不同需求,有機肥、磷肥、氮肥、複合肥等等,應運而生,各施所需。施肥,就是對能量的轉移利用的一次有效嘗試。前面我們提到,農業生產主要包含三個部分:農作物品種、土地資源、耕種方式。在漫長的實踐經驗積累中,農民選好了農作物品種,針對不同農作物,土地也被精心選擇並加以呵護。接下來,農民伯伯在種植農作物時發現:種植、收割、分離等過程中,只用手似乎有些麻煩,於是他們開始發明工具。人類正式通過工具影響“自主能量利用”過程的先河,由此而開。在公元前2000年左右,甘肅武威一帶的齊家文化中,就出土了骨鏟、玉石鏟(挖土),石刀(收割),石質磨盤、杵、棒(加工)。這種粗糙的初級工具,讓農民嘗到了甜頭,卻也面臨難以進步的窘境。直到商、周時代出現了青銅農具,春秋戰國時期出現了鐵制農具。這種工具材質的演變,極大地增加了農作物產量,也讓農民開始思考另一個問題:解放自己。 耕種方式的改進,意味著農民對能量的利用率提高了。但如何才能在耕種過程中,消耗較少的人體自身能量?人們最先想到了替代,役畜進入歷史舞台。這種方式一直延續,在改革開放之前的農村,役畜的多少還是影響農作物收成的關鍵因素。但役畜的使用,在能量的轉換過程中,還是存在弊端。人們需要提供大面積的飼草,來為役畜充能,這意味著同等條件下,人類需要更多的能量去滿足農業生產,而在能量轉化過程中,會有大部分能量被浪費。就像汽車需要加油一樣,能量始終在轉換中,為人類提供便利,卻也在整個過程中悄然流失。因此,人類想到了更好的能量轉換方式:機械力與自然力。工業革命的紅利,讓人類文明在過去的2個多世紀裏,產生了質的跨越。集約式農場因此而生,工具的升級讓大部分農民從農業生產中解放,他們有大量的時間研發科技,發展文化,跳廣場舞。但工業革命的崛起,也意味著地球不可再生資源的大幅消耗。這個問題又回歸到能量利用的兩個關鍵:一是提高能量的利用效率,二是改善能量的來源。與此對應的,正是當前文明形態的兩種方式:信息文明與生態文明。 未來農業發展的前景也將面臨兩個抉擇:是選擇不顧一切的機械化動力提升,還是在綠水青山的美好生態中和諧發展?唐朝筒車的發明,為農業發展提供了另一條路徑,自然之力的使用,但畢竟自然終究無法受人類掌控,而機械、信息技術的操控之力,始終掌握在人類自己手中。《能量與文明》為我們快速理解這個世界的運轉方式,提供了一條簡明的途徑。以能量作為標尺,可以輕松地掌握人類文明的發展程度,進而把控未來社會發展的方向。但在人類運用能量的進程中,可以發現人類利用能量的效率在增加、成本在減少,浪費卻也在增加。 人類發展需要的能量總量,與人類實際利用的能量總量之間,很難有“剛剛好”的平衡狀態。這不免引起擔憂:地球資源的消耗率遠遠大於產出率,未來人類對能量的需要將如何滿足?或許,這也是生態文明被提出,與人類探索外太空的初衷吧。 《能量與文明:農業生產的深層邏輯,未來農業發展的前景》完,請繼續朗讀精采文章。 喜歡 小編的世界 e4to.com,請記得按讚、收藏及分享!
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能量與文明:農業生產的深層邏輯,未來農業發展的前景
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