有了煤，什么样的壮举都能完成，甚至能轻松完成；没有煤，我们就会被抛回早前时代的艰辛贫困当中。

——英国早期经济学家斯坦利·杰文斯（Stanley Jevons）
《煤炭问题》（The Coal Question）

1807年，伦敦的议会正准备最终通过威廉·威尔伯福斯（William Wilberforce）的废除奴隶贸易法案，全世界最大的工厂建筑群也在曼彻斯特的安科茨开张了。默里的磨坊靠蒸汽提供动力，靠煤气照明（两者均来自煤炭燃烧），这些现代化的机械引得全国各地甚至国外的好奇游客赞叹不已。这两件事情之间是有联系的。兰开夏的棉花工业正迅速从水力驱动改为煤炭驱动。世界很快跟上了这一步调，到20世纪末，人类使用的所有能源，有85%都来自化石燃料。而正是有了化石燃料，奴隶劳动力（还有牲畜力、木柴力、风力和水力）最终变得不具经济性了。没有化石燃料，威尔伯福斯的雄心是很难实现的。“历史证明了这一真理，”经济学家唐·布德罗写道 ，“资本主义消灭了奴隶制。”

能源的故事很简单。很久很久以前，所有的工作都是人们靠自己的肌肉干完的。接下来的时代，有些人让其他人为自己干活，结果是少数人拥有了金字塔和大把的闲暇时间，大多数人则筋疲力尽地干苦工。接下来，能量来源出现了渐进的变化：从人力转向牲畜力，又转向水力和风力，最后来到化石能源。每一次改变，单个人能为其他人完成的工作量，都靠着动物或机器放大了。罗马帝国主要是靠人类的肌肉力（具体的表现形式是奴隶）建成的。是斯巴达克斯和他的朋友们修建了道路和房屋，耕田犁地，踩踏葡萄酿美酒。当然，马匹、锻造车间和远航的船舶也出了力，但在罗马，输出功率的主要来源仍然是人。罗马帝国之后的时代，尤其是在欧洲，动物肌肉的力量普遍取代了人类肌肉的力量。欧洲中世纪之初是牛的时代。干草的发明令北欧农民整个冬天都能喂牛了。牲畜取代了奴隶，当然，这不是出于同情，更多的是出于实用性。牛吃的东西简单，不发牢骚，力量比奴隶大。牛需要放牧，所以，这种文明必然要以农村为依托，城市靠边站。后来发明了马项圈，牛就让位给了马，马耕地的速度是牛的两倍，所以人的生产效率也翻了倍，每个农民能养活更多的人，也有了更多的时间可以消耗其他人的工作。在英格兰，1086年时马只占耕畜的20%，1574年就增加到了60%。

很快，牛和马就被无生命的动力取代了。罗马人很早就知道水车，但用得却相对较少，而在中世纪的黑暗时代，水车变得极为普遍，到英国1806年编撰“最终税册” 的时候，英格兰南部每50人就拥有一座水车了 。200年以后，水车数量又翻了一倍。14世纪，巴黎塞纳河上一英里的水道上就有68座水车，其他架在驳船上的尚未计算在内。

西多会的修道士们把水车技术发挥到了极致，不光改进完善了它，还采取法律行动主动地压制以牲畜为动力的竞争磨坊。靠着齿轮、凸轮和杵锤，他们利用水力完成了多重任务。比方说，在克莱尔沃 ，河里的水先带动磨坊的转盘碾碎粮食，接着晃动米糠，把谷壳和面粉分离开来，之后装满大桶酿造啤酒，带动漂洗工的大锤反复敲打粗布，再缓缓地流进制革场，用到能洗脏东西的地方。

风车最早出现于12世纪，很快就在低地国家 普及开来，因为当地使用水力不太现实。但荷兰在17世纪成了世界工场，靠的不是风力，而是泥炭。从刚排干了水的沼泽地大规模地挖掘泥炭，为制砖、陶瓷、啤酒、肥皂、制盐和制糖等行业提供了燃料。荷兰的哈伦市为整个德国漂白亚麻布。当时，木材稀缺而又价格昂贵，泥炭给了荷兰人大好的机会 。

干草、水和风都是利用太阳能的途径：阳光为庄稼、雨水和风提供了动力。木材靠的是过去几十年里存储下来的阳光能源——还是太阳能。泥炭存储的则是更古老的阳光——过去几千年的太阳能。煤炭存储的是更更古老的阳光，基本上来自3亿年前，它蕴涵的高能量令英国超过了荷兰。工业革命的奥妙，就在于从使用当前的太阳能，转而使用存储起来的古老太阳能。倒不是说人类的肌肉力就此消失：在俄罗斯、加勒比和美洲，还有很多其他地方，奴隶制度仍在延续。但渐渐地，人们制造的商品越来越多地都依靠化石能源制造了。

化石燃料并不能解释工业革命的开始，但它们能解释为什么这场革命不曾无疾而终。一旦化石燃料参与了进来，经济发展就真正插上了翅膀，并带着无限的潜力冲破“马尔萨斯天花板”，提高人民生活水平。直到工业革命开始，发展才真真切切地变成了“可持续的”。惊人的讽刺再度出现。我要提出这样的观点：经济发展居然是在它开始依靠非再生、不环保、不清洁动力之后才变成了可持续下去的事情。历史上的每一轮经济繁荣，从乌鲁克文化算起，无不是因为可再生能源用光了而衰落下来：木材、农田、牧场、劳动力、水、泥炭，全都是能自我再生的，可速度太慢，一旦人口膨胀，很容易就耗个干净。可煤炭不管怎么用都没用完，而且，随着时间的流逝，它反而更便宜了，更丰富了。反过来看，用木炭超过了某个界限之后，总是会变得更为昂贵，原因也很简单：人们必须到更远的地方去寻找木材了。倘若英格兰不曾使用煤炭，它仍然可以实现各种工业奇迹，因为它可以使用水力驱动磨坊和织布机，把兰开夏变成世界棉花之都。水力尽管可以再生，但却非常有限，等扩张到了头，没办法再加大产能之后，英国的工业繁荣也会衰落下去，人口压力重占上风，工资下跌，压抑需求。

这并不是说不可再生能源无穷无尽——当然不是。大西洋并不是没有尽头，可要是你驾着一条小船从爱尔兰的港口出发，你肯定不用担心会撞上纽芬兰。有些东西数量有限但异常庞大；有些东西可以无尽再生，但极为有限。像煤炭这样的不可再生资源丰富得足够承受经济活动和人口的双重爆炸，直到它们为地球上的所有人创造出可持续财富，同时又不撞上“马尔萨斯天花板”，之后再把接力棒传递给其他形式的能源。这一认识令我茅塞顿开：我们可以建设一种让人人都过上“太阳王”（指法国国王路易十四）般生活的文明，因为人人都有上千名仆从的服侍（人人也都要服侍上千人），所有人的服务都靠着数量惊人的无生命能源被放大了千百倍，同时，服侍人的人也过着如同“太阳王”般的生活。之后的章节，我将一一探讨许多悲观的环保认识提出的反对意见，比如大气吸收二氧化碳的能力不可再生等问题。

富裕了还要更富裕

化石燃料靠着驱动活塞和发电机，令现代的生活水平成为可能。但在论述这一点之前，我要跑个题，先谈谈生活水平。工业化有没有真正改善生活水平呢？至今仍然有人（包括那些为孩子们编写教科书的人）相信，工业革命降低了大多数人的生活水平，把无忧无虑的庄稼汉赶进地狱般的工厂和肮脏邋遢的出租房，让他们卖命干活，直到累垮了身体，咳嗽吐血，早早就没了命。真的有必要特意指出来吗：贫困、不平等、童工、疾病和污染，是工厂存在之前就有的东西？说到贫困，1700年的乡下穷人比1850年的城市贫民过得糟糕得多，人数也多得多。1688年，统计学家格雷戈里·金（Gregory King）调查了英国的人口 ，120万劳动者一年的收入只有4英镑，130万佃农的年收入更是只有两英镑。这也就是说，全国超过一半的人生活在赤贫当中，不靠慈善救济的话就会饿死。工业革命期间仍然存在大量的贫困现象，可完全没有这么严重。工业革命的时候就连农村劳动者的收入也提高了 。至于不平等，从身高和子女存活数量这两个角度来看，工业革命期间最富裕人口和最贫穷人口之间的差距缩小了。如果说经济不平等加剧，那么绝对不可能出现这样的结果。再说童工：1678年（离动力磨坊的时代还早得很），有人为手摇亚麻纺纱机申请了专利 ，骄傲地吹嘘说：“（这台机器能叫）三四岁的孩子做得跟七八岁的孩子一样多。”疾病方面：贯穿整个工业革命时期，传染病的死亡率都在稳步下降。还有污染：工业城市的烟尘毫无疑问增多了，可塞缪尔·佩皮斯（Samuel Pepys，英国17世纪政治家）时代的伦敦，街道上满是污水，比1850年的曼彻斯特脏多了。

事实一望而知：工业革命带来的机械化生产提高了各个阶层的收入。英国人的平均收入之前3个世纪呈明显的停滞状态，到1800年前后开始上升 ，到1850年就比1750年高了50%，而同期人口翻了3倍。非熟练工的收入提高最快，熟练建筑工的薪资溢价稳步下降。收入不平等差距缩小，性别不平等亦然。国民收入里靠劳动获得的比例提高了，而靠土地获得的比例下降了：如今英国1英亩农田的地租能买到的东西跟1760年相当，而现在1小时劳动的实际工资则能买到多得多的东西。整个19世纪，实际工资的增长速度比实际产出还要快，也就是说，廉价商品的好处主要是落到了身为消费者的工人们手里，而不是落在了老板或地主手里。换言之，生产制成品的人也越来越消费得起制成品了。

毋庸置疑，以现代标准视之，19世纪英格兰工厂和磨坊里干活的工人，小小年纪就要忍受充满危险、噪声和粉尘的劳动环境，工作时间长得不人道，还要穿过肮脏的大街，回到人挤人的肮脏居所，工作保障、饮食、健康和教育条件都极其可怕，但同样不可否认的是，他们的生活比自己在农场里卖力的爷爷、纺织羊毛的奶奶都要好。这就是为什么他们会从农村蜂拥而至并涌进工厂——而且，这一幕还反反复复地重演：19世纪70年代的北美新英格兰地区是这样，20世纪初的南美洲是这样，20世纪20年代的日本是这样，60年代的中国台湾是这样，70年代的中国香港是这样，现在的中国内地仍然是这样。这解释了为什么新英格兰的工厂会拒绝接受爱尔兰人，北卡罗来纳州的工厂拒绝接受黑人。

这里有3个小故事 ，可以说明工厂的工作比农场更合人心意。有个名叫威廉·特恩布尔的农场工人，1870年出生，他告诉我奶奶，他打13岁就开始干活，每天只挣6便士，每星期干6天活，从早晨6点干到晚上6点，不管什么季节，都是在户外劳动，耶稣受难日、圣诞节和新年第一天是他每年仅有的假期，元旦那天还只放半天假。到了赶集的日子，他提着灯笼，在半夜一两点钟的时候，赶着绵羊或牛群到城里。20世纪20年代北卡罗来纳州有个摘棉花的工人对一位历史学家解释，为什么工厂比农场好得多：“我们从农场搬到这里，进工厂干活以后，我们买得起的衣服和食物都比从前务农时多了。我们还有了更好的房子。真的，来工厂之后，生活容易了许多。”20世纪90年代，中国有个叫梁英（音译）的姑娘，高高兴兴地离开了自家在南方的橡胶场（在橡胶场里，她每天早晨天不亮就要起来，摸黑割开几百棵橡胶树的树皮），到深圳的纺织厂找了份工作。她说：“如果你是我，你会选哪样，工厂还是农场？”经济学家皮翠拉·瑞沃莉（Pietra Rivoli）在《一件T恤的全球经济之旅》（The Travels of A T-Shirt in the Global Economy）里写道：“血汗工厂的共同经历——受控制、受剥削、过度劳累、报酬过低——把来自欧洲、美洲和亚洲的几代制衣女工绑在了一起；把她们绑在一起的，还有另一件毫无疑问的事情：工厂生活彻彻底底地击败了农村生活。大洋两岸是这样，时空相隔几百年，同样是这样。”

工业革命初期英格兰的贫困之所以会如此强烈地触动我们，因为那是作家和政治家们有史以来第一次正视它，并努力采取措施解决它，而不是因为它从前不存在。从前的时代没有盖斯凯尔夫人 和狄更斯先生，从前的时代也承受不起工厂法案和童工限制法。有了工业革命，人类创造财富的能力大大超过了自身繁殖能力，从而也增加了人们的慈悲心，并主要通过慈善机构和政府的举措表现出来。

金属腹地

18世纪末英国突然出现的创新大爆炸，既是机械化的起因，也是它带来的结果。机械化通过机械和燃料，放大了人的劳动。英国是个蕞尔小国，1750年只有800万人口。同一时期的法国更为成熟，有人口2500万；日本的人口也多，有3100万；生产效率高得多的中国，人口干脆达到了2.7亿。可最终却是英国实现了经济大扩张，不到一个世纪，就成了全世界的头号强国。1750~1850年，英国男人（有些是移民）发明了数量惊人的设备来节省劳力、放大劳力。靠着这些设备，他们生产得更多、销售得更多、收入更多、花销更多、住得更好，存活下了更多的孩子。有幅很出名的版画，题为“1807~1808年大不列颠的杰出科学家” （1807年也是英国议会废除奴隶贸易的那一年），囊括了当时尚在人世的51位优秀工程师和科学家——就好像画家把他们全都召集在了英国皇家学会图书馆里一样。他们中有修运河的（托马斯·特尔福德）、修隧道的（马克·布鲁内尔）、造蒸汽机的（詹姆斯·瓦特）、造火车头的（理查·特里维西克）、造火箭的（威廉·康格里夫）、造液压机（约瑟夫·布拉默）、发明机床的（亨利·莫兹利）、发明动力织机的（埃德蒙·卡特莱特）、发明工厂的（马修·博尔顿）、发明矿灯的（汉弗莱·戴维），还有发明天花疫苗的（爱德华·詹纳）。他们中有天文学家内维尔·马斯基林和威廉·赫歇尔、物理学家亨利·卡文迪许和朗福德伯爵、化学家约翰·道尔顿和威廉·亨利、植物学家约瑟夫·班克斯，还有涉猎广博的多面手托马斯·杨 ，等等。看到这样的图画，你忍不住会想：“同一个国家怎么会同时拥有这么多的天才？”

可这么想其实并不对，确切地说，应该是那个特定时间和地点的氛围吸引了这么多的天才（布鲁内尔就是从法国吸引来的，朗福德则是从美国吸引来的）。从天分上看，任何一个国家在任何一个时代，都有无数的瓦特、戴维、詹纳和杨在闪光。可要把他们像这样大规模地聚拢到一起，非得有足够的资本、自由、教育、文化和机遇不可。过上两个世纪，有人也可以为硅谷的天才们画张像，他们的后代则会惊讶地想，像戈登·摩尔 、罗伯特·诺伊斯 、史蒂夫·乔布斯、谢尔盖·布林 、斯坦利·博耶 、勒罗伊·胡德 这样的巨人，怎么全都生活在同一个时代同一个地方啊！

就跟如今的加利福尼亚一样，较之欧洲大陆和亚洲的同行，18世纪的英国制造业企业家享受着非同一般的自由，可以搞发明、搞投资、扩大企业规模，并斩获其利润。庞大的首都也罕见地掌握在商人手里，政府不占上风，而且它一直都是这样。同样，多亏英国的船只定期往返于回归线，英国拥有了一个世界性的市场。农村腹地则挤满了能够自由出卖劳动力的人，谁出价最高就卖给谁。欧洲的大部分地区，仍然由抗拒变革的地主和佃农把持，而这两种人，谁都没有动机提高生产效率。在中欧和东欧，17世纪打完仗、闹完饥荒之后，农奴制在18世纪再度兴起。农民的大多数劳动和产品都归封建领主所有（此外还要缴纳教会的什一税），他们几乎没有迁徙自由，所以没什么动力提高生产效率，走经商之道。与此同时，要是君主想施行改革，释放农奴，领主们无不激烈抵抗。“地主把佃农看成耕作自家土地的必要工具，”匈牙利的一位自由党人解释说 ，“是从父母那儿继承来的奴隶，要不就是买来的东西、赢来的奖品。”

就连有贸易自由并实现了繁荣的地方（法国的图卢兹附近、西西里亚、波西米亚等地）也有着众多制定规则、强行索贿的人，此外，频繁的战争不断蹂躏着贸易。在利穆赞山谷（位于现在的法国），16个联盟要收取17道捐税。法国的人口是英格兰的3倍，却“被内部的海关壁垒分成了三大贸易区 ，又被非正式的惯例、陈旧的捐税和费用，还有极不方便的交通，弄成了诸多半自给自足的细胞体，像马赛克一样拼拼凑凑”。内部的走私异常猖獗。西班牙“就像是一处群岛，上百种内部关税把小岛们彼此分割开来，每个岛屿都各有各的生产和消费”。 相比之下，英国人却没必要搭理小气的官僚和讨厌的税吏。对此，他们得感谢前一个世纪发生的动乱，先是打了一场内战，接着是反对詹姆斯二世独裁政府的“光荣革命” 。后一件事可不光是国王的交替，它实际上是荷兰的风险资本家们对整个国家来了个管理层半恶意融资收购，令国家的政策效法荷兰，宪法也随之大规模换血，把权力授予了由商人组成的议会。这就掀起了荷兰资本投资英国的高潮，英国也朝对外贸易倾斜了过去。为了保住王位，威廉三世必须尊重人民的财产权。再加上英国不维持常备军，海岸线又呈紧密的锯齿状，海上贸易可到达国家的大部分地区，国家的行政首都恰好也是商业首都，事情变得很清楚：在18世纪开办或扩大买卖，这可是个不错的地方 。“没有任何其他地方，”哈佛大学历史学家大卫·兰德斯（David Landes）说 ，“农村里到处都是制造业；也没有其他任何地方，变革的压力和动力一步步走强，传统的势力却一步步走弱。”

英国小镇伯明翰没有限制性行会，也没有城市特许状，自17世纪初就成了金属加工贸易中心，蓬勃地发展起来。到1683年，当地已经有超过200家生产铁的冶炼厂在使用煤炭了。技术和企业自由结合起来，造就了所谓“玩具贸易”这一产业的兴旺发达，尽管它制造的产品主要是纽扣、别针、钉子、小器具，而非玩具本身。18世纪，伯明翰颁发的专利比除了伦敦之外的任何英国城市还要多，只不过很少有几项称得上是什么重大“发明”：它基本上是对铁、铜、镀锡铁皮和铜等已有物品的渐进式探索。所有的工作都是在小作坊里完成的，全新发明的机器不多，但熟练的专门化贸易将之分割开来，并按着日益成熟的线路加以组织。每一家企业里都如雨后春笋般涌现出独立开业的制造商，跟20世纪80年代旧金山海湾地区出现的情形一模一样。

有需求就有供给

除非存在消费者的需求，人是不会开办企业的。英格兰奇迹的一个根本原因在于，多亏了兴旺的贸易，18世纪之后英国出现了足够多的富裕民众购买制造商提供的产品和服务，所以制造商们有了资金走到外面去，寻找生产效率更高的技术，而在这么做的过程中，他们偶然发现了一种类似经济永动机的东西。“18世纪最不寻常的一点事实是消费阶级的扩大。”经济学家罗伯特·弗里德尔（Robert Friedel）说 。“18世纪的英格兰出现了一场消费者革命，”尼尔·麦肯德里克（Neil McKendrick）写道 ，“人类历史上数量空前的男女享受到了获取物质财富的体验。”英国人穿羊毛布，吃牛肉和白麦面包，而欧洲大陆的人则穿亚麻布，吃奶酪和黑麦面包。在丹尼尔·笛福（这是他1728年写的话） 看来，来自大众的低端需求比来自少数人的富裕需求重要得多：

穷苦人、计件工、劳动和承受痛苦的人……这些才是完成你消费总量的人。正是为了这些人，你的市场要一直开到星期六的深夜里……他们的人数不是几千几万，也不是几十万，而是上百万。我以为，正是因为他们的庞大数量，所有的贸易车轮才都隆隆地转动起来，海上陆上的农产品和制成品都整装待发，瞄准了海外市场；正是因为他们的庞大需求量，他们才得到了供给；正是因为他们人数的众多，整个国家才得到了维持。

起初，奢侈品的成本跌得最快。如果你只买得起粮食、燃料和纤维，你的日子过得并不比中世纪的祖先们好太多；但要是你能买得起香料、红酒、丝绸、书籍、食糖、蜡烛、纽扣等，那么，你就比他们过得好上3倍，倒不是因为你收入提高了，而是因为靠着东印度公司一类的商户，这些商品的价格下降了。有一阵子，英国人狂热地爱上了印度的棉花和中国的瓷器，于是企业家们就靠着山寨东方进口货上了路 。例如，从技术上看，约西亚·韦奇伍德（Josiah Wedgwood）做的陶瓷制品并不比其他人更好，但他超级擅长让普通民众买得起这些产品，他使用的方法是在熟练工之间进行劳动分工，并在生产过程中运用蒸汽动力。他还非常擅长向消费阶层营销瓷器，把瓷器造得既时髦又廉价——打那以后，这两点就成了市场营销的万用灵药。

不过，更精彩的还要数棉花的故事。17世纪，英国人穿羊毛、亚麻和丝绸（当然，穿丝绸的人得很有钱才行）。虽说有些从荷兰安特卫普逃出来的难民 定居在诺里奇从事棉花纺织行业，但大部分英国人是从没听说过棉布的。但对印贸易为英国带来了越来越多的“白棉布”，因为它轻便、柔软、耐洗，还能印染上各种颜色，这吸引了富裕阶层的需求。羊毛和丝绸纺织工痛恨这异军突起的对手，向议会施加压力，要求获得行业保护。1699年，政府要求所有法官和学生都穿羊毛袍子；1700年，所有的尸体都得用羊毛寿衣包裹；1701年政府颁布法令，规定“不得穿着……各类着色、染色、印花的白洋布”。所以，时髦的贵妇人买来纯麻纱染上色。城市爆发骚乱，丝绸或羊毛纺织工们甚至会成群结队地攻击穿着棉布的妇女。穿棉布成了不爱国的表现。到1722年，议会屈服于纺织工们的愿望，当年圣诞节，《白洋布法案》 （Calico Act）生效，穿任何形式的棉布都成了非法行为，连摆在家里当装饰都不行。生产者的狭隘利益又一次以贸易保护的形式战胜了更广泛的消费者利益（当然，这绝不会是最后一次）。

自然，保护主义又一次遭到了失败，甚至还起到了适得其反的作用（这同样不会是最后一次）。为了规避法律，东印度公司的商人开始进口原棉，企业家们则开始把棉花“外包”到乡下纺织工的小屋里，要他们把棉花织造成布匹以供出口，甚至还在棉布里混上一些亚麻或羊毛，好叫它合乎法律（1774年，《白洋布法案》最终被废除），用于国内销售。他们这么“外包”羊毛已经几十年了，抢在了低地国家之前，因为低地国家的手工业行会势力强大，靠着砸烂乡下农户的织布机阻碍了“外包”。“外包”的发包方大多是放高利贷的布匹商人，他们向在家干活的纺织工人提供羊毛原料，等收购成品布之后再付工钱，当然，要减去贷款的利息。农民的妻子和女儿（有些季节，连男人们也来帮忙）其实很乐意像出卖农产品那样出卖劳动，增加家庭收入。有时候，农民们还会欠下债务，因为他们从高利贷那儿借钱给自己添置装备。

你可以把这些人看成是被圈地运动从公用土地上驱逐出去的绝望受薪奴隶（1550~1800年，把公用土地划给私人的风潮席卷了英格兰的大部分地区），但这么想其实存在误导。更准确地说，农村纺织工人是主动向生产和消费（专业化和交换）的阶梯迈出了第一步。他们逃离了自给自足，进入了现金经济。没错，有些人的生计给圈地运动剥夺了，但圈地运动实际上为农业劳动者增加了受薪就业的工作机会 ，故此，它无非是从低级的自给自足状态转到了略微进步的生产与消费状态。此外，除了英格兰本土移民，爱尔兰、苏格兰的移民也如潮水般涌向纺织地区，加入这些产业。这些人为了获取跻身现金经济的机会，哪怕薪资低、工作累，也毅然放弃了当农民的苦差事。人们结婚年龄提前，于是生下了更多的孩子。

这样一来，以工人身份参与到棉布行业的农民们，很快就成了这个行业的客户。突然之间，英国工人不断提高的平均收入跟棉布不断下跌的成本搭上了线，人人都买得起棉布内衣了。历史学家爱德华·伯恩斯（Edward Baines）在1835年指出 ，“棉制品出奇的廉价”造福了“广大群众”：“19世纪乡下茅舍里展示的漂亮衣服，说不定跟18世纪的会客厅里一样多。”按一个世纪以后奥地利经济学家约瑟夫·熊彼特的说法 ，资本主义的成就，“不见得是要为皇后们提供更多的丝袜，而是让工厂女工也负担得起丝袜，同时，她们为了换取丝袜所付出的劳动量还稳步减少。”

但增加供应并不容易，因为哪怕是最偏远的本宁山谷和威尔士边界也都密密麻麻到处布满了纺织工的农舍，运输非常昂贵，有些工人收入好得都可以周末放大假了，偶尔还能拿着薪水猛喝酒，直喝到星期一晚上，把额外的收入给用个精光。正如20世纪的经济学家柯林·克拉克（Colin Clark）所说 ：“哪怕对非常穷困的人来说，休闲也具有真正的价值。”

所以，激增的需求和拖沓的供给卡得“外包”发包商和供货商进退两难，一旦出现任何能够提高生产力的发明，他们都热烈欢迎。有了这样的激励，发明家们义不容辞地出马了。约翰·凯的飞梭、詹姆斯·哈格里夫斯（James Hargreaves）的珍妮纺纱机、理查德·阿克莱特（Richard Arkwright）的水纺机、塞缪尔·克朗普顿（Samuel Crompton）的走锭纺纱机（又称纺骡）——全都是生产效率渐进式改良道路上的里程碑。珍妮纺纱机的工作速度最高可达纺车的20倍，而且能纺出更均匀的纱，但它仍然完全靠人的肌肉力量操作。到1800年，珍妮纺纱机就过时了 ，因为水纺机的速度是它的几百倍。水纺机主要是靠水车带动的。10年之后的“纺骡”，结合了珍妮纺纱机和水纺机两者的特点，在数量上击败了水纺机，两者的纱锭数之比达到了10∶1。很快，纺骡就采用了蒸汽动力。结果是棉布数量暴增，织布的价格直线下跌。18世纪80年代，英国的棉织品出口量翻了5倍，到90年代又翻5倍。1磅精纺棉纱的价格，从1786年的38先令，降到了1832年的3先令。

截至1800年，英格兰纺织的大部分原棉均来自亚洲。但中国和印度的棉花种植户，要么是没办法增加产量，要么就是不愿意增加产量。他们没有新鲜的土地可供开拓，也没有增产的动力：生产效率提高带来的收益，都会给地主或者帝国的官僚拿走。于是，美国南部各州把机会抢了过去。1790年，美国生产的棉花数量还微不足道，可到19世纪20年代，它就成了全世界最大的棉花生产国，到1860年，它种植的棉花占了全世界的2/3。1815~1860年，棉花占了美国所有出口货值的一半。

干活的是奴隶。棉花是劳动力密集作物，一个男性壮劳力只能为18英亩棉田播种、除草（数次）、收获和清理，规模经济可忽略不计。在土地广袤、人口稀少的美国，要扩大生产的唯一办法就是把劳动力市场整个扼杀掉：强迫工人们不拿工资干活。诚如经济学家皮翠拉·瑞沃莉所说 ：奴隶制度注定是要走向灭亡的，原因不在于劳动力市场有什么危险，而在于市场受到了抑制。英国工人阶级买得起棉布，是靠买卖抓来的非洲人实现的。

煤炭是王道

到目前为止，化石燃料只扮演了一个小小的配角。现在想象一下，要是英国没有可供使用的煤炭储量，接下来会发生些什么。世界各地都存在煤炭，但英国的一些煤田接近地表，也跟通航的水路靠近，能展开廉价运输。陆上运输煤田的成本一直很高，铁路出现之后才有所下降。倒不是说煤炭这种动力来源比其他动力来源更加廉价（煤田跟水力在工厂里打了整整一个世纪的价格战），可它的有效供给接近无限。水动力在本宁山谷达到饱和点之后，很快就出现了收益递减。其他任何一种可再生能源也满足不了当时的需求。18世纪上半叶，由于木材砍伐，岛上的木炭燃料匮乏，连规模相对较小的英国钢铁工业也濒临死亡边缘了。英格兰南部的木材是用来满足造船需求的，这就抬高了它的价格。所以，为了寻找木炭装填自己的冶炼厂，铁匠们离开了苏塞克斯威尔德（Sussex Weald），搬到了中西部，接着又搬到了威尔士边界、南约克郡，最后是坎伯兰。从森林资源丰富的瑞典和俄罗斯进口熟铁，满足了纺织工业机械化不断增长的需求，但肯定不能满足工业革命的需求。只有煤炭能办到这一点。英格兰永远不可能拥有足够的风、水或者木材为工厂提供动力，要想它们全都出现在合适的地方，就更别指望了。

中国的情况就是这样。1700年，它也曾有过充满活力的纺织业，说不定，在机械化成熟度上也跟英国不相上下。但中国的煤田都在很偏远的地方，国内的钢铁业完全依赖于木炭，随着森林日渐稀少，木炭价格持续上涨。还有一部分问题在于，1100年之后的300年间，出产煤炭的山西和内蒙古因为少数民族入侵和瘟疫的折磨，几乎成了无人地带，国家的人口和经济重心这才南迁到了长江流域 。由于所有的煤炭储备区都跟通航的水路离得太远，中国的钢铁工业放弃了使用化石燃料的最初尝试。中国的铁价上涨，发明家们没法把它用在机械上。于是，中国的工业活动出现了收益递减，随着人口的增长，人们消费和发明的动力越来越少了。此外，帝国的官僚制度又怎么可能允许独立企业家不受管制地在农村“外包”工作，甚至修建工厂呢？

从煤炭行业的效率本身来看，它对19世纪英国生产力的显著提高贡献并不太大。英国工业化中生产力的发展，棉花的贡献是煤炭的34倍。18世纪40年代~19世纪60年代，纽卡斯尔矿坑里每吨煤炭的成本小幅上涨 ，可由于税收走低，运输成本下降，伦敦市场上的煤炭价格反而下跌了。除了矿工的安全灯，煤矿在使用蒸汽驱动泵之后就没增加什么新技术。进入20世纪颇长一段时间之后，矿工使用的典型设备无非就是一盏灯、一把鹤嘴锄、木质的矿用支柱，外加一头矮种马。煤炭消费量的大幅增加（18世纪翻了5倍，19世纪翻了14倍），主要是投资增多的原因，生产效率提高并不多。反观钢铁行业，冶炼1吨生铁，再把生铁炼成熟铁所需的煤炭量，每隔30年就减少一半。1900年开采1吨煤炭要用的人体肌肉力量，跟1800年几乎没什么两样。一直到20世纪下半叶出现露天挖掘，每名矿工的产量才真正有了急剧提升。

煤炭行业和此前此后的所有采矿行业一样，尽管工作条件可怕，却仍然得到了人们的容忍，原因之一就在于采矿能获得比农场更高的薪资。矿上的工资的确较高，至少最初阶段是这样，要不然，19世纪苏格兰和爱尔兰人也不会蜂拥到煤矿小城泰恩赛德去了。当时，英格兰东北部的煤矿工人工资比农场工人高两倍，工资的增长速度也是后者的两倍。

没有煤炭的话，英国纺织、钢铁和运输行业的发明创造在1800年后必然会被迫陷入停滞，而当时所有这些发明，几乎对人们的生活水平没什么影响。历史学家托尼·里格利（Tony Wrigley）说 ：“几乎到19世纪中叶，还很有理由担心英格兰最终遭遇像荷兰那样的命运。当时，古典经济学家所预言的停滞状态显得很突出。”里格利认为，正是因为从靠燃料自然生长的有机经济过渡到了靠开采的矿产经济，英国才得以摆脱停滞。煤炭给了工业革命第二轮惊人的东风，维持了磨坊、锻造炉和机车的运转，并最终推动了19世纪60年代的第二次工业革命，让电力、化工和电报给欧洲带来了前所未有的繁荣和全球性势力。煤炭带给英国的燃料，相当于额外有了1500万英亩森林可供燃烧，几乎等于苏格兰的总面积了。到1870年，英国煤炭燃烧放出的热量，可供8.5亿劳动力消耗。这就如同每名工人有了20个可供使唤的佣人。光是英国蒸汽引擎的性能，就相当于600万头马匹或者4000万名壮劳力，而不管是马还是人，得吃掉全国收获小麦的3倍才能养活。这就是劳动分工所利用的能量。不靠化石燃料，英国19世纪创造的奇迹根本就是一件不可完成的任务。

这下，兰开夏能以质量和价格击败全世界了。1750年，各地的纺织工都羡慕印度的纱布和白洋布。一个世纪之后，哪怕工资比印度高四五倍，兰开夏都能够以廉价的棉布冲击印度了，有些棉布还是用往返了13000英里的印度产原棉制成的。这完全要归功于兰开夏机械化工厂的生产力。这就是化石燃料创造的奇迹。不管印度纺织工的工资有多低，都没法跟曼彻斯特蒸汽驱动的“纺骡”操作工竞争。到1900年，全世界40%的棉制品都是曼彻斯特周边30英里以内的地方制造的。

工业化一发不可收拾地传染开来：纺织厂日益提高的生产力推动了对化工行业和印刷行业的需求，于是化工行业发明了氯漂白技术，印刷行业则改以滚筒技术来给带颜色的棉布印刷。棉花价格的降低，使消费者可以节省下来开支用到其他商品上，这在客观上刺激了其他制造业的发明。当然，生产新机器需要高品质的铁，而廉价的煤炭使之成为可能。

煤炭最关键的地方在于，和森林、河流不同，它不存在收益递减、价格上涨的问题。19世纪煤炭的价格或许没有下降太多，但哪怕消耗量大幅增长，它也没有涨价。1800年，英国每年消耗的煤炭超过12万吨，是1750年时的3倍。煤炭仍然只有两个使用目的：国内供暖和一般制造业，在当时基本上意味着造砖、造玻璃、制盐和金属。到1830年，煤炭消费量翻了一倍，钢铁制造就占了16%，煤炭开采本身也用了5%。到1860年，英国的煤炭消费量已经达到20亿吨，并用来驱动机车的车轮、汽船的桨轮。到1930年，英国使用的煤炭是1750年的68倍，用它来发电、制造煤气。今天，大多数煤都被用于发电。

发电机

电力对人类福利的贡献，再怎么夸张也不算多。到了我这一代人，电是一种沉闷的实用工具，就像水和空气一样随时随地都要用到，非常地常见。供电塔和电线长得又丑又怪，电器插头烦人，出了故障气人，冒出电火花又吓人，电费账单恼人，发电厂成了人为气候变化的巨型象征（美国前副总统阿尔·戈尔就说，飓风是发电站排放的温室气体太多所致）。但不妨也看看它的魔力吧。试着从一个从没见识过这种力量的人眼里来看它：电没有形状，也没有重量，可以通过一条细细的电线传输数英里，而且几乎什么事儿都能做——能照明、能烘烤、能推东西、能播放音乐。如今全世界还有20亿人从来没打开过电灯开关呢。

设想你置身于1873年的维也纳万国博览会。有一处展台展出的是比利时发明家格拉姆（Zénobe Théophile Gramme）的精彩作品，操作它的人是格拉姆的生意伙伴，同样杰出的法国工程师方丹纳（Hippolyte Fontaine）。他们的展品是格拉姆发电机，全世界头一台靠着手摇或蒸汽引擎带动产生平滑电流、稳定光源的发电机。其后的5年，他们的发电机会给巴黎遍布的数百台全新工业化照明装置供电。在维也纳博览会上，有名工人不小心犯了个错误。他把正在转动的发电机的电线偶然接到了闲置的发电机（这台是备用的，以免头一台机器出意外）上。备用发电机立刻自己转动起来，实际上变成了一台马达。方丹纳的脑筋也转动起来。他找来一根长达250米的电线，把两台发电机接起来。只要一接通，备用发电机就开始转动。很明显，电的动力传输距离，远远超过了皮带、链条或齿轮。

1878年，马恩河（塞纳河的支流）的水流带动格拉姆发电机，把动力传到3英里外的另外两台格拉姆发电机上。这两台发电机变成了马达，通过电缆在巴黎附近梅尼耶村的地里拉起了犁 。伦敦工程师学会的显贵们看得目瞪口呆。之后冒出了一连串的发明：威廉·西门子的电器化铁炉，约瑟夫·斯万和托马斯·爱迪生发明的改良电灯泡，乔治·威斯汀豪斯、尼古拉·特斯拉和塞巴斯蒂安·费兰梯的交流电，查尔斯·帕森斯的涡轮发电机。世界开始迈向电气化时代，尽管和电脑一样，它对生产效率的提高作用，用了几十年才显现出来 ，但它的胜利势不可当，而且有着深远的影响。130年后的今天，一旦人们接通了电，生活无不得到改善：它为家庭提供了无色无味无重量的能源。根据菲律宾最近的一项研究估计 ，每个家庭接入电网平均每月能获得108美元的好处——廉价的照明（37美元）、廉价的广播和电视（19美元）、更长期的教育（20美元）、节省了时间（25美元）、提高了生产效率（8美元）。哎哟，它甚至还影响了生育率呢：有了电视，人们晚上就不再只有“造人”这一项娱乐活动啦。

地球接收到的阳光是17.4兆瓦，大约相当于人类使用化石燃料产出的一万倍。换一种说法，一块5码（约等于4.5米）见方的土地上接收到的阳光，就足够你展开现代高科技生活了。 既然动力就在你身边，为什么还要付电费呢？因为，就算除去冬天、夜里、多云、树木遮挡带来的不便时间，持续不断照射的太阳光子也近乎全无用处。它的出现形式不是电，也不是汽车燃料或塑料。从物理做功的单位焦耳上看，木材比煤炭麻烦，煤炭比天然气麻烦，天然气比电麻烦，电比正在我移动电话里上下涌动的电流麻烦。要是有人愿意为我提供完善又好用的电子，满足我的需求，我随时乐意给钱，就跟我愿意为牛排、T恤掏腰包一样。

假设你来到1800年，跟一户人家一起坐在柴火堆前吃着炖骨头，你告诉他们，不到200年，他们的后代就不用砍柴挑水了，更不用把污水端出去倒了，因为水、气和一种叫作电的无形神力，会通过管道和线路接入房子。能拥有这样的房子，他们会高兴得跳起来；但他们说不定也会小心翼翼地问，自己怎么可能买得起呢？假设你又告诉他们，要赚回这样一处房子，他们只须保证父母两人每天到办公室去工作8个小时，搭乘一种不用马拉的车子单程行驶40分钟，孩子们完全不需要工作，只不过，为了20岁以后能找到同类的工作，他们必须去学校上学。他们会听得目瞪口呆，兴奋得发狂。他们会大叫道：你不是在骗我们吧？

热就是功，功就是热

能不能把工业革命套用到我的假设上呢，就像先前对旧石器时代、新石器时代、城市和商业革命上做的那样？多亏了新能源技术，1750年的一名纺织工用20分钟干的活，1850年1分钟就能干完。故此，他一天的工作要么可以供给20倍的人，要么能为每名客户供给20倍的布料，要么客户用在衣服上的钱能少花19/20。究其本质，这就是工业革命的后半段能叫英国致富的原因。它实现了这样一种状态：生产者越来越少，却能为越来越多的人提供越来越多的产品和服务——用亚当·斯密的话来说 ，就是“更少的劳动量产出了更多的工作量”。单个人可服务或供应的人数陡增，生产专业化和消费多样化实现了大跃进。有了煤炭，所有人都变成了小小“太阳王”。

今天，地球上每个人平均以2500瓦特的速度消耗功率 ，换种说法，也就是每秒钟使用600卡路里，其中85%来自煤炭、石油和天然气的燃烧，剩下的来自核能和水能（风能、太阳能和生物能量所占的比例微不足道，因为它们提供的热量就是你所吃的食物）。一个健康的普通人踩踏健身自行车大概可以产生50瓦的功率，这也就意味着，要维持你目前的生活方式，需要150名奴隶 ，每人8小时轮班干活才行。（美国人需要660名奴隶，法国人要360名，尼日利亚人只需16人。）下一回你再哀叹人类对化石燃料太过依赖时，不妨停下来想一想：你在大街上看到的每一个四口之家，背后都需要有600名无偿劳动的奴隶养活，所有这些奴隶全都生活在赤贫里。要是他们过得稍微好些，自己也就需要奴隶了。这可就接近一万亿人了。

你可以从两个方向运用这一归谬法。你可以懊恼于现代世界罪孽深重的挥霍浪费，这是常规的反应。你也可以得出结论，要不是有了化石燃料，99%的人都得变成奴隶，才能叫剩下的人维持体面的生活。事实上，青铜时代的帝国正是如此。这不是想叫你喜欢上煤炭和石油，而是要你理解：你如同路易十四般的生活水平，全是靠替代了奴隶的能源发明实现的。请允许我在这里重复一个有趣的论断：许许多多的人都从煤炭开采中获取了利益，我是他们的后代，依然从煤炭开采中获取着利益。煤炭缺陷很多，它排放二氧化碳，含有放射性和有毒的汞；可我想说的关键是，它同样也为人类的繁荣做出了巨大的贡献。煤炭产生了电，照亮了你的房子，带动了你的洗衣机，冶炼出了你搭乘飞机所用的铝；石油为运输商品到超市的交通工具（船只、卡车和飞机）提供了燃料，制造了你孩子们玩具所用的塑料；天然气为你的房子供暖，烘出了面包，制造了种植粮食所需的肥料。这些就是你的奴隶。

但这能持续下去吗？总有人担心化石燃料很快就会耗尽，这种焦虑跟化石燃料的岁数一样古老 。1865年，经济学家斯坦利·杰文斯预测，随着需求扩大，供给短缺，煤炭的价格会大幅提高：“故此，做出以下推断是很容易的：我们无法再持续当前的进步速度，”他又说，“想办法用其他燃料替代煤炭是毫无作用的。”所以，他同时代的英国人“要么大批量地离开故土，要么留下来承受痛苦的压力和极度的贫困”。杰文斯对“煤炭使用达到峰值”所发出的哀叹在社会上造成了巨大的影响，引发了1866年的一轮“煤炭恐慌”（主要是报纸宣传带动的），以至于当时任首相的威廉·格拉斯顿（William Gladstone）在那一年的政府预算里承诺，要趁着煤炭还能持续，偿付国家债务，还成立了专门的煤炭供应皇家委员会。具有讽刺意味的是，就在那10年，世界各地均发现了极为庞大的煤炭储量，同时，高加索地区和北美也正式开始了石油钻探。

石油一直是20世纪的重大焦虑之因。1914年，美国矿务局预测，本国的石油储量只能持续10年。1939年，内政部说，美国的石油能持续13年。12年之后，它说，石油还能再持续13年。70年代，吉米·卡特总统宣布：“下一个10年结束的时候，我们会把全世界所有探明的石油储量用完。”1970年，全世界的石油储量是5500亿桶，而在1970~1990年，全世界用掉了6000亿桶。所以，到1990年的时候，石油储量应该已经透支了500亿桶。可事实上，截至1990年，尚未开发的石油储量达9000亿桶——这还不包括加拿大阿尔伯塔省的亚达巴斯卡沥青砂、委内瑞拉的奥利诺科沥青页岩、落基山脉的油页岩。在它们当中，蕴涵着大约6万亿桶重油，相当于沙特阿拉伯已探明石油储量的20倍。这些重油储量开发起来很昂贵，但靠着细菌精炼法，它们说不定很快就能在“正常”价格上跟传统石油展开竞争。同样，过去几十年，天然气供应即将枯竭的预言也一次次落空。新近发现的页岩气，把美国的天然气资源翻了一番，差不多能用300年。

石油、煤炭和天然气的确是有限的，但它们能持续几十年甚至数百年，人们肯定会在用光之前找到替代品，使用任何一种动力源（如太阳能或核能），从水里就能合成燃料。只不过，目前这么做的成本还太高，可随着效率的提高、石油价格的上涨，均衡状态会出现变化。

此外，还有一个不容否认却又叫人惊讶的事实常常被我们忽视：化石燃料为工业化腾出了大量的土地。没有化石燃料的时候，能源是从地里长出来的，所以需要大量的土地来种植。在我住的地方，溪流免费；木材长在森林里，也在森林里腐烂；奶牛徜徉在牧场上，风车没有把天空遮挡得遍体鳞伤——如果不是因为有了化石燃料，这些土地都得种上作物，为人类生活提供能量。倘若美国要靠种植生物燃料来为所有交通工具提供燃料，那它需要的土地比现在种粮食所用的耕地还多30%。 这样的话，粮食又到哪儿去种呢？

为说明可再生替代能源有多么消耗土地，请看以下数据：为供应美国当前的3亿居民的功率需求（大致为每人10000瓦特，约合每秒钟2400卡路里），需要——

·总面积相当于西班牙的太阳能电池板；

·总面积相当于哈萨克斯坦的风力发电厂；

·总面积相当于印度和巴基斯坦的林地；

·总面积相当于俄罗斯和加拿大的干草场喂养马匹；

·相当于全世界七大洲加起来1/3强的水流量供水力发电。

事实上，煤炭、核能发电站以及几家炼油厂、几条天然气管线以几乎小得可笑的生态足迹供应了3亿美国人所需的几乎所有能源——哪怕把露天矿坑占用的土地考虑在内也一样。例如，露天采矿位于阿巴拉契亚产煤区，20多年来，1200万英亩土地受影响的部分仅为7%左右，也就是2/3个特拉华州的面积。这个地区并不小，可跟上面所列的数字毫无可比性。风力涡轮机每发1瓦电，所需的混凝土和钢材是核电厂的510倍，铺设道路和高空电缆方面就更不用说了。把可再生能源这头吞噬土地的怪兽说成是“环保”、干净、有益，我简直觉得太怪异了。如果你像我一样喜欢旷野，那你肯定不喜欢像中世纪那样，把周围的土地全部拿来制造能源。加利福尼亚阿尔塔芒特的一家风力发电厂每年要害死24头鹫鹰 ：要是哪家石油企业这么做，它早被告上法庭了。由于挡了油棕榈生物燃料种植园的道，每年有上百头猩猩被杀死。 “请别再祭拜那虚伪的假神了，”能源专家杰西·奥苏贝尔（Jesse Ausubel）说 ，“高唱异教徒的圣歌吧，‘可再生并不意味着环保’。”

老实说，就在人类开始越来越重地压迫土地和栖息地的时候，西欧碰上了惊人的好运，非但没有碰上巴比伦那样的生态灾难，反而从地底下出现了一种神奇的物质，部分地节省了土地。如今，你不必使用耕地来种植交通燃料（石油取代了马匹所需的干草）、取暖燃料（天然气取代了木材）、日用动力（煤炭取代了水）或照明设备（核能和煤炭取代了蜂蜡和油脂）。不过，你的衣服还得从土地里种出来，虽说现在的“摇粒绒”是从石油里来的。真可惜啊：要是质量相同的人工合成物质能够取代棉花，咸海 能够得到恢复，印度和中国也有一部分土地能空出来让老虎容身了。只有一样东西，还没有人想出该怎么从使用煤炭或石油的工厂里制造出来，那就是食物（谢天谢地），可就算是这样，平均每餐伙食里也有一半的氮原子是靠天然气提供能源来固定的。

生物燃料的疯狂世界

这就是为什么乙醇和生物燃料等无用功会这么惹人生气。政客们说的荒谬观点，就连18世纪英国最著名的讽刺文学大师乔纳森·斯威夫特在讽刺小说里都不见得能写出来：在一个诸多物种濒临消失、10多亿人口快要吃不起饭的世界里，把热带雨林砍了种植棕榈油，或者让种植粮食的耕地改种生物燃料，只为了让人们能在汽车里燃烧使用碳水化合物而非碳氢化合物的燃料，抬高穷人们的粮食价格——而这居然是为了对地球好！光说它荒唐可笑还不够，这根本是一场令人发指的罪行。我劝了自己很长时间才冷静下来，并翻阅了大量的数据，我把它们罗列在此，好引起读者们的注意。

2005年，全世界制造了大约100亿吨乙醇，45%来自巴西的甘蔗，45%来自美国的玉米。此外，还有10亿吨生物柴油是用欧洲的油菜种子生产的。于是，全球5%拿来种粮食的耕地改种了燃料（20%都在美国）。加上澳大利亚干旱，中国消耗的肉类又越来越多，这成了2008年世界粮食供应低于需求的关键因素，也导致世界各地爆发粮食危机。2004~2007年，世界玉米收成增加了5100万吨 ，但其中5000万吨变成了乙醇，而剩下的100万吨，对满足其他用途所需（3300万吨）几乎起不了什么作用。故此价格上涨。请记住，穷人70%的收入都是花在粮食上的。这就相当于美国车主为了加满自己的油箱，从穷人的嘴里抢走了碳水化合物。

倘若生物燃料对环境有着极大的益处，又或者它能为美国消费者节省大笔金钱，好叫他们能买得起更多来自贫穷国家的商品或服务，帮助后者摆脱贫困，倒也可以接受。可由于美国人实际上是被征了三次税来给乙醇行业买单（他们为种玉米提供补贴，为制造乙醇提供补贴，还在买食物上出了更高的价），所以，乙醇其实反倒伤害了美国消费者对制成品的需求能力。与此同时，生物燃料的环境益处不光是虚幻的，更是负面的。较之燃烧碳氢化合物，碳水化合物的发酵是一门低效的产业。每一亩玉米或甘蔗，都需要拖拉机燃料、肥料、农药、卡车燃料和蒸馏燃料——这些全都是燃料。问题来了：种植燃料到底需要多少燃料呢？答案是投入和产出量基本上相同。 2002年，美国农业部估计，种植玉米乙醇投入的每一单位能量，能得到1.34个单位的产出量，但这得把干玉米酒糟（这是生产过程里的一种副产品，能够用来喂牛）的能量也算进去。不算它的话，收益只有9%。其他研究计算出的结论没这么积极。有一项研究甚至估计整个生产过程里能量要损失29%。相比之下，开采和提炼石油，能让你用出去的能量获得600%的回报。哪种投资听起来更可取？

就算你保证乙醇能带来净能量收益（巴西的甘蔗在这方面要好许多，但那完全是因为它是靠拿低薪的人类劳动力来种的），这也不能转化为环境效益。利用石油驱动车辆会排放温室气体二氧化碳。使用拖拉机种植农作物同样会从土壤里释放氮氧化物，而这种温室气体的增温潜力差不多是二氧化碳的300倍。生物燃料行业导致的粮食价格的每一点增加，都意味着对热带雨林施加更大的压力，而砍伐热带雨林是增加大气二氧化碳含量最简单的做法。大自然保护协会的约瑟夫·法尔焦内（Joseph Fargione）说 ，“这些生物燃料取代化石燃料的确能减排一部分温室气体，”可把巴西种咖啡的土地改成种大豆柴油，或者把马来西亚的泥炭地改成棕榈油柴油，释放出的“二氧化碳却是每年减排量的17~420倍。”换一种说法，从气候的角度说，这笔投资要几十年甚至几个世纪才能收得回来。如果你真的希望减少大气里的二氧化碳，得把森林和从前的农田重新种出来。

此外，仅仅1加仑的玉米乙醇，就需要130加仑的水来种植，5加仑的水来蒸馏（假设只有15%的作物得到灌溉）。相比之下，1加仑的汽油，只需要不到3加仑的水来开采，2加仑的水来炼制。为满足美国每年种植35亿加仑乙醇的指定目标，每年需要消耗相当于加利福尼亚所有人口需要用的水。毫无疑问，生物燃料不光对经济没好处，对地球更没好处。 它之所以能成为架在美国政客脖子上的枷锁，无非是靠了大公司的政治游说和资金捐助。

现在，考虑到我对未来有着十足的信心，我不敢贸然排斥第一代生物燃料。也许会出现更合适的作物，它们兴许有能力消除自己的生态足迹。热带甜菜依靠较少的水就能实现巨大的产量；经过基因工程改良后，麻风树等植物甚至还能从垃圾场获取燃料。还有，水里生长的藻类说不定完全无须灌溉，而产量又超过其他所有的作物。

但别忘了生物燃料存在一个最重要的问题，它们能把环境搞得更糟糕的症结就在这里——它们需要土地。对生活在地球上的90亿人口来说，所谓可持续发展的未来，就是要用尽量少的土地满足每个人的需求。如果土地的粮食产量继续以目前的速度提高，目前的耕地面积刚刚够养活2050年的世界，所以，种植生物燃料的额外土地必然要来自热带雨林和其他野生栖息地。我们还可以引用生态学家E.O.威尔逊（E.O.Wilson）的话 ，借用环境保护主义者的一句常用哀叹来表述同一论点，人类已经“通过有机物质捕获了20%~40%的太阳能”。为什么你希望提高这一比例，让其他物种能用的份额更少呢？为了向文明提供燃料而破坏栖息地、山河风光，毁灭现有的物种，是中世纪犯下的错误，我们后人有了煤层、沥青页岩和核反应堆，完全没必要重走这条老路。

啊，你大概能找到一个很好的理由来回答：那气候变化是怎么回事？我会在第10章解释这个问题。眼下，你只须注意一点：要不是有了气候变化这个论点，你根本没法断言，可再生能源环保，而化石能源却不绿色。

效率和需求

文明和生活本身一样，总要跟获取能量挂上钩。这就是说，正如成功的物种就是能以比其他物种更迅速地把太阳能转换成后代的物种，国家的情况也一样。随着亿万年的过去，生活这个整体已经逐渐能够越来越高效地这么做，甚至部分侥幸逃过了热力学第二定律。当今主宰地球的动物和植物，比寒武纪（那时候地球上还根本没有植物）的祖先们都更擅长让更多的太阳能穿过自己的身体。同样道理，人类历史也就是一个逐渐发现、转移太阳能源来维持人类生活方式的故事。驯化的作物为最初种植它们的农夫捕获了更多的太阳能；家畜为提高人类生活水平输入了更多的植物能量；水车利用太阳的蒸发动力，丰富了中世纪僧侣们的生活。“文明，就和生活一样，是一段飞离混乱的旅程，它充满苦难，永无尽头，”彼得·休伯（Peter Huber）和马克·米尔斯（Mark Mills）说 ，“混乱最终会占据上风，但我们的使命就是要尽可能地推迟它，用尽一切的聪明才智和决心把事情朝着相反的方向推。能源不是问题。能源是解决途径。”

早期纽科门蒸汽机的工作效率是1%——也就是说，煤燃烧产生的热，它只能把1%转换成有用功。瓦特蒸汽机的效率是10%，旋转速度也要快得多。奥托内燃机的效率约为20%，转速更快。现代联合循环发电机组 利用天然气的发电效率是60%，每分钟转速是1000转。故此，现代文明从每吨化石燃料里得到的功越来越多。你大概认为，效率的提高会逐渐减少对煤、石油和天然气的需求。可随着一个国家经历工业革命，越来越多的人加入到化石燃料系统当中（也就是说，开始在工作和家庭中使用化石燃料），这样，最初的使用量也越来越大。“能源密集度”（每美元GDP耗用的瓦特数）其实提高了。举例来说，20世纪90年代的中国就出现了这种情况。过了一阵子，等大多数人都处在系统中了，效率就上去了，能源密集度逐渐回落。今天的印度就是这样。如今的美国，每单位GDP使用的能源仅为1950年的一半。全世界每一美元的GDP发展，年年都少用1.6%的能量。那么，当前的能源使用量最终也会开始下降吧？

我本来也是这么想的，直到有一天，我想拿手机跟人闲聊，而旁边的人正用着吹叶机。哪怕人人都不忙着装修自己的阁楼，改用紧凑型节能灯泡，扔掉露台取暖机，接入效率更高的发电站，丢掉钢铁厂的工作，到呼叫中心找了新职业，经济中降低的能源密集度也会被新的财富带来的使用能源的新方式所抵消。灯泡便宜了，人们自然会点亮更多的灯泡来获取光明。硅芯片使用的能量少，结果到处都是，从总量上说，它们产生的效用可不小。搜索引擎使用的能源可能比蒸汽机要少，但大量搜索引擎使用的能源就多了。长久以来，能源效率都在提高，可能源消耗也随之增加。这就是所谓的“杰文斯悖论”（Jevons paradox），最早提出的人是维多利亚时代的经济学家斯坦利·杰文斯 ，他这么说道：“节约使用燃料，就等于消耗的减少，这完全是混淆了概念。真实情况正好相反。新的经济模式会增加燃料消耗，这是规律。”

我倒不是说化石燃料不可替代。我轻轻松松就能想象出，到2050年，相较于其他能源形势，化石燃料的重要性已经减弱。我能想象，用插头充电的混合动力汽车，最初20英里都用的是廉价的非高峰时段电力（核电）；我能想象，阿尔及利亚或亚利桑那州阳光炽热的沙漠里修建起了巨大的太阳能发电站；我能想象干热岩的地热厂；最重要的，我还能预见随处可见的建于卵石床上的被动安全式的模块化核反应堆。我甚至能想象风力、潮汐、波浪和生物能量也做出了一部分贡献，尽管这些应该是无路可走时的绝望之举，因为它们非常昂贵，对环境也极具破坏性。但我知道，我们总归需要从什么地方搞到功率，它们是我们的奴隶。托马斯·爱迪生说得好 ：“我家和商店附近很多事情都是靠动物（我的意思是说人类）完成的，这真叫我羞愧。这些事情本来都该由没有任何疲劳感和痛苦感的发动机来完成。未来，发动机必然会完成所有的烦琐杂事。” 9K68Sm379hj0rtHPWh3i2uK185Vl9myJkhIFFSQq166cxa5xlUzoBx+5nI3THnJt