总体而言,创新让整个世界朝着更好的方向前进,无论它发生在一个怎样的社会里,也无论当时这个社会(包括那些受过良好教育的专家学者在内)内心的信仰是什么。我们总是过多地关注眼前的迫切事情,忽略了长远的趋势。事实上,只要对公众关于社会和政治的公开辩论稍加留意,我们就一定会发现,有相当一部分人仍觉得我们还生活在马尔萨斯的世界里——即使我们在近7个世纪以前就果断地脱离它了。基本上,很多人还把资源视为桶里的水:用一点儿少一点儿,水尽桶空的一天终将来到。他们认为人类正在“耗尽一切”,最主要原因是人口的不断增加。当然,很多人没注意到人类历史上有多少的末日预言最终没有实现。比如,我们没有像马尔萨斯1798年预测的那样面临全球饥荒,也没有像许多灾难学家在20世纪60年代和70年代预测的那样,我们快速增长的人口获得了越来越充足的食物,平均寿命也越来越长。实际上,地球上第一次出现了肥胖人口超过营养不良人口的情况,这是30多万年来的第一遭。
有相当一部分人仍觉得我们还生活在马尔萨斯的世界里——即使我们在近7个世纪以前就果断地脱离它了。
面对这样的有利消息,现代灾难论者的反应是简单地推迟灾难的预测时间,或者提出新的类似的世界末日场景。如果这个不会被用尽,那个也一定会被耗光!
在我们看来,这些新的世界末日故事大多(或者必定)会失败。原因是,这个世界变得真正有创造力。我们已经挣脱了一成不变的单调法则、等级法则和马尔萨斯陷阱的束缚,无论从怎样实际的观点来看,资源都已不再是有限的约束了。我们没有看到马尔萨斯预言的那种不断增长的饥荒率,恰恰相反,如今的热点话题反而是怎样把人类送上火星,你说奇怪不奇怪?
这一成就的深层原因在于——至少在过去的6个世纪里,人类的聪明才智经历了一个指数级增长的过程。戴维·多伊奇在《无穷的开始》一书中给出了一个绝佳的例子。多伊奇指出,在久远的石器时代,一定有人在枯树枝上休息时死于寒冷的天气。他们遇到的问题是,当时的人类还没有发明出可控的火源,否则他们就可以把那堆枯枝变成一堆温暖的、令人身心愉悦的篝火。我们一定要记住一点,如果抛开创新的作用不谈,住在山洞里的远祖们实际上比我们如今拥有的人均可支配资源多得多,只是他们不懂得怎么利用。
我们必须理解朱利安·西蒙在《没有极限的增长》中提出的那句话:“人类的创新才是真正的终极资源。”
这句话的背景需要略加解释。一个经济的发展有两种方式,它们有时也被称为“斯密型增长”和“熊彼特型增长”。斯密型增长是通过在生产过程中增加更多人力、资本和土地实现的。而熊彼特型增长主要立足于创新,它往往意味着使用更少的资本、人力和土地获得更大的发展。自1450年前后以来,人类大多数的经济发展是通过熊彼特型增长实现的。这种朝着熊彼特型增长的转变对资源的可用性产生了极为深远的影响,部分原因是它激活了潜在的资源,部分原因是它用人的心智取代了物质。
当今世界正处在大规模能源转型的早期阶段。变革的一部分驱动力量来自创新及其带来的市场变革,但在很大程度上,它也受到人类对全球变暖恐惧心理的驱使。温室气体的排放至少是引发全球变暖的原因之一。这种能源转型主要由以下几个方面组成:
● 节能措施
● 捕获和隔离温室气体(主要是二氧化碳)的技术
● 生产、运送和储存能源的新方法
节能措施随时随地都在发生作用。比如,如今的内燃机汽车每升燃料的行驶里程达到了前所未有的高度,老式的电灯泡早已被能效高得多的LED灯具取代。年复一年,这些技术仍在不断进步。
碳捕获与封存(CCS)技术也是一个有趣的研究领域。超级趋势专家预测,该领域的几项技术将在21世纪20年代中期取得重大突破。如果这些技术变得足够廉价,我们也许就不会停止使用煤炭、石油和天然气,相反,我们会在持续使用它们的同时完成对碳的捕获。被捕获的碳可以被封存起来,或者被用来制造合成燃料、碳材料和各种化学品。无论是哪种情况,CCS技术都可以被强制用于大量排放二氧化碳的生产过程,例如水泥生产。
不过,最巨大的进步很可能来自能源生产、运输和存储技术。让我们直接进入一个可能最终改变一切的发展领域:核能。在自然界里,太阳的能量来自氢同位素的核聚变。据估计,地球内部一半以上的热量(地幔底部约为3 500摄氏度,地心约为6 000摄氏度)来自地下的自然核裂变,主要是铀、钍和钾的裂变。这些核反应原料的功率密度达到了惊人的水平。假如核聚变有一天实现了商用,那么,只要把一浴缸自来水中含有的氘提取出来,再加上两块普通笔记本电脑电池中的锂,就足够地球上一个普通市民一生的能源需求了。
这些商品的数量非常少,而且广泛发生在自然界中,因此,科学家估计,核聚变的商业应用足够为全人类提供极其安全的清洁能源,时间在3 000万年到几十亿年之间。我们可以这样形象地理解,即使按照最低的估量计算,核聚变为人类提供能源的时间也达到了化石燃料时代剩余时间(我们认为这将是大约300年)的约10万倍,甚至是智人迄今为止存在时间的约100倍。这只是最低估计。
怀疑论者很早就提出,人类实际上不可能获得所谓的三重积,即恰当水平的临界密度、温度与时间的乘积。然而事实告诉我们,自20世纪60年代以来,实验反应堆中的三重积始终遵循一条积极的轨迹:平均每1.8年翻一番。这堪称核聚变领域的摩尔定律。我们都知道摩尔定律为计算领域带来了怎样的改变:非常巨大!
就时间而言,如果相关实验沿着这一指数趋势继续下去,可持续聚变有望在几年内就出现在试点反应堆中。如果它真的发生了,易于建造和维护的商用核聚变反应堆就有望在10年到20年的时间开发完成,届时人类将开启一场巨大的变革,从此之后,人类会用上取之不尽的、极其廉价的集约型能源。现有大多数核聚变实验反应堆可以归为两大类:托卡马克式和仿星器式,前者看上去就像一个甜甜圈,后者像一个扭曲的甜甜圈。在这些反应堆里,极磁场约束着等离子态燃料,燃料被加热到比太阳核心还高的温度(它的温度必须高于太阳内部,因为它的压力比太阳内部低)。
其他类型的反应堆主要利用极强的激光束撞击极其微小的、飞行中的燃料粒子。这会引发核聚变——把它想象成全世界最先进的飞碟射击就明白了。2021年,在加利福尼亚的NIF(美国国家点火装置)实验反应堆,这一技术取得了极大的成功。一颗直径小于1毫米的氢球在瞬间爆炸,产生的热能相当于太阳为整个地球提供热能的10%。
2022年,英国企业First Light Fusion演示了一种极具创造力的方法:将极小的燃料条封装在约为1平方厘米的靶材内部,燃料四周充满空泡。随后,靶材被放入一种射线枪的枪口里,接下来,来自同一入口的射线弹以极高的速度撞向靶材后部。射线弹的速度达到了6 000米/秒,当它撞上靶材时,靶材内部的空泡会破裂并发生空化。这个过程会催动周围的燃料粒子,使它们加速到令人眩晕的69 000米/秒,从而引发核聚变。
这家公司声称,这样一次简单的撞击足以为一户普通英国家庭提供2年多的能源。如果这样一台机器不断地工作,每秒钟发射2次,我们可以为大约400万人源源不断地提供他们所需的全部能源。这种反应堆可以放在较小的建筑物里,而且完全无害。除此之外,它只产生极其微量的废物——氦气。氦气可以在孩子们的生日聚会上为气球充气。
核聚变一旦成为可行方案,我们就开启了人类历史上一个全新的、更辉煌的变革时代。它会真正地为人类提供取之不尽、安全且廉价的能源,而且丝毫不占空间。它真的非常节省空间:核聚变的动力源是煤炭的1 000多万倍。只要两汤匙的核聚变燃料,就可以产生足够你一生所用的全部能源。
这在一定程度上可以让我们得到一条普遍适用的核能定律:核电站的建造成本远高于在其使用寿命内为它供应所需原料的成本。核聚变电站将会取代风力发电和太阳能发电厂,后两者的占地面积是前者的数百倍,甚至数千倍。和燃气轮机一样,我们也可以调节聚变反应堆的速度,就像调节汽车的速度表一样简单。这样可以让它成为一种基本负载电力,填补太阳能和风能的缺口,因为太阳能和风能不够稳定,会随着天气的变化而起伏。截至2021年,全球共有23座核聚变实验反应堆(2010年只有8座)。这些反应堆获得的私人投资高达18亿美元,投资人包括亚马逊创始人杰夫·贝佐斯、瓦肯资本(这家投资企业是微软联合创始人保罗·艾伦生前创办的)、领英创始人里德·霍夫曼,还包括很多大型企业和领先的风险投资基金。
核能研究与开发还取得了许多其他令人激动的进步,包括钍反应堆。有了钍反应堆,一颗高尔夫球大小、重约100克的燃料球就足够供应一个现代人一生所需的所有能源。一旦进入量产阶段,这样一颗燃料球的价格最多不过几美元。钍是非常安全的,与铀裂变反应堆相比,钍反应堆废料的消降速度要快几个数量级。出于这些原因,美国2020年总统大选候选人之一杨安泽提出,他会投入500亿美元,用来加强钍反应堆的研究,并在2027年建成第一座钍反应堆。不过他最后退出了竞选。2021年,中国启动了一座实验性的钍反应堆。钍可以在10万年里为全球提供能源,这个时间是化石燃料时代剩余时间(300年)的300多倍。
除此之外,泰拉能源公司设计出了一种潜在的“行波”技术。泰拉能源是由微软公司创始人比尔·盖茨和微软公司前首席技术官内森·梅尔沃德投资支持的。这种行波技术有望通过嬗变利用核废料里的剩余能源(目前,铀基核反应中大约98%的潜在能量被白白浪费了)。嬗变指的是一种元素转变为另一种元素的过程,和中世纪炼金术士的梦想非常相似。按照当年的能源使用量计算,行波反应堆一旦成功,目前的全部核废料就可以为美国提供约600年的能源。无独有偶,一位2019年诺贝尔奖获得者也提出了一项技术,能在半小时内把核废料转化为无害物质。
核聚变的动力源是煤炭的1 000多万倍。
表6.1是超级趋势专家对未来核能突破的一些预测。
表6.1 超级趋势专家预测的未来核能突破一览表
能源存储和输送领域同样取得了很大进展。这包括电池技术的巨大提升,以及在使用风力发电机、太阳能电池板、微生物、微藻和核电站产生的氢气和合成燃料方面的一些突破。
“ 电转X ”是一种笼统的说法,它包含了多种盈余电力的转换、存储和再转换方式。这些盈余电力大多来自可再生能源,特别是太阳能和风能。这里的“X”表示盈余电力的多种转换方式。总体而言,它们包括气态、液态和固态三种。氢能适用于“电转X”概念,比如,风电场产生的短期盈余电力可以用来产生氢能,以此达到储能的目的。
氢的生产共有5种途径,“黑氢”来自煤炭,“灰氢”来自天然气。如果把这两种方式同碳捕获结合起来,就会得到“蓝氢”。通过核电站的电力进行水解,我们可以得到“粉氢”。最后一种是“绿氢”,它来自风能或太阳能。
2022年,灰氢的价格约为每公斤1美元,其他4种“彩色”氢的价格都比灰氢高得多。例如,绿氢的价格约为每公斤5美元。不过,专家预计,到2030年,它们的价格都会降到大约每公斤1美元。形象地讲,1公斤氢的能源潜力约等于3公斤石油。也就是说,假定所有其他条件相同,每公斤氢1美元这一价格相当于每桶石油售价约55美元,这听上去很有竞争力。尽管如此,氢的处理复杂度通常远远高于石油,这也在一定程度上打乱了二者之间的这种对比。无论如何,氢能的生产效率都有望实现指数级提升,相当于年效率提高25%以上(摩根士丹利预测的发展速度远快于25%)。
氢还有另一个优点,它可以在一定程度上通过现有天然气运输技术和网络来运输。实际上,在有些情况下,我们可以在天然气中直接混入30%的氢气。如果混入的是“绿氢”,天然气会变得更环保。通过储存大量的氢能,人们可以让初级能源供应的波动变得更平缓。氢能已经被广泛用于工业生产,这在今天已经很常见。此外,它也被普遍用于热电站。为了方便运输,氢通常会被转化为氨或二甲醚,随后在运输装置中被还原为氢。氢还可以用于航空,比如,每公斤氢的能量密度是每公斤航空煤油的3倍。不过,氢气是一种极易挥发的气体。而且,在被压缩前,气态氢的能量密度仅为航空煤油的三千分之一。因此,估计人们会使用部分基于氢气的氨。
至于在汽车上的应用,毕马威调查了1 154位车企高管,高管们认为,到2030年,全球汽车的天下将会由内燃机汽车、电池驱动的电动汽车、混合动力汽车和燃料电池驱动的电动汽车(以氢为动力)均分。对2040年的预测基本相同,燃料电池汽车保持在24%的水平上。图6.1是理特咨询公司的时间预测:
图6.1 各种氢能实现技术和商业可行性的估计时间
根据这一时间表,氢能很可能在2030年实现商用,包括在乘用车上的商用。也就是说,2030年之后,可能会有越来越多的火车和汽车转而使用绿氢,随后可能会使用粉氢,粉氢主要来自新型核能。
我们还不断见证其他技术的重大突破和振奋人心的预测。为了实现核聚变,人们还开发了一种名为毫米波束的技术。有些研究者认为,这一技术可以用来钻井,只要100天,它就可以打出一个近13英里深的洞。那里的温度高达500摄氏度,这样可以直接利用地层中自然裂变产生的能量。
另一个例子来自氮化硼纳米管(BNNTs)膜的能量获取,它用的是盐与清水之间的渗透压差,它可能产生的能量不容小觑。比如,最近有消息称,只要1平方米的“蓝膜”,每年就能产生大约30兆瓦时的电力,足以为3户家庭供电。另一条消息称,这一技术的全球能源潜力为2太瓦时,相当于约2 000座核电站的产能。
表6.2是超级趋势专家对各种能源存储及充电技术做出的预测。
表6.2 超级趋势专家预测的未来储能技术突破一览表
结论一目了然:人类不会耗尽能源,我们会通过新的技术和创新转向可替代能源和可持续能源。
话虽如此,多久能完成能源转化、实现零温室气体和颗粒物排放?我们仍然不能过于乐观。具体来说,瓦科拉夫·斯米尔在他的著作《能源转型》(2018)中总结了之前三次全球能源转型的情况。在50年的时间里,这三次转型分别达到了全球能源供应总量的40%、30%和20%。这还是在它们首次获得5%市场份额的情况下发生的,如图6.2所示。
图6.2 在获得5%市场份额的情况下,各类能源的全球市场份额增长情况
截至本书写作时,全球能源产业规模约为5万亿美元,约占全球经济总量(100万亿美元)的5%。需要明确的是,与硅晶片不同,它不会按照摩尔定律的速度不断提升。现实的情况是,开发和建造新型电厂通常需要耗费数年甚至数十年,而且它们的建造成本极其昂贵。不过,电厂一旦被建成,就会以极富竞争力的价格产生巨大的电力。假如我们新建的电厂只比之前的电厂提升20%,那么可能连拆除旧厂的成本都不够。
我们发现,无论召开多少次气候峰会,成立多少个国家委员会,最现实的情况仍然是,这项综合行动至少需要50年的时间。它必须是组合式的。首先,我们不可能单纯利用风能来解决所有能源问题,即使是和太阳能互补也远远不够。在很多情况下,太阳能电池板和风轮机会占用过多的空间,如表6.3所示。
表6.3
而且太阳能和风能很不稳定,这就意味着它们对配套的能源储存及能源输送有大量的要求——离不开大量的工业金属。目前,储存一天量盈余风能或太阳能的成本大约是最初生产成本的2倍。比尔·盖茨在他的著作《气候经济与人类未来》中算过一笔账,假如纯粹依靠新能源为东京储存3天的备用电力一共需要多少资金?答案是4 000亿美元用于购买电池,相当于每年270亿美元的费用加上安装和维护成本。不仅如此,风能、太阳能和配套的备用和储存基础设施离不开大量的工业金属(参见图6.3),这一数量远远超出了采矿业在合理时间内的供应能力,即使我们把这个合理时间放宽到100年也无济于事!举例来说,按照同样的发电量计算,海上风能所需的工业金属是燃气轮机的约15倍。不仅如此,燃气轮机还可以根据特定时间的需求调节产能,而风轮机做不到这一点。
如果依靠CCP(美国气候变化技术计划)技术来解决整个温室气体问题,即使假设它的成本低于每吨100美元,每年也要耗费全球GDP的约5%(当前的排放约为500亿吨,照此计算成本应为5万亿美元)。这会让全球能源成本加倍。
图6.3 矿物需求量:清洁能源技术vs其他技术
这里的要点是,我们需要广泛地把各类技术组合起来——部分原因是为了避免对铜或锂等单一资源短期内的过度需求,部分原因是不同的情况需要不同的解决方案,这样才能做到稳定可靠、廉价和实用。举例说明,按照同样的重量单位计算,如今每单位汽油产生的能量大约是锂离子电池的35倍。这也是电动飞机尚不现实的原因,但是电池可以用来驱动汽车。太阳能电池板离不开阳光,风能离不开风,而且它们都要占用巨大的空间。此外,所有不稳定的能源解决方案都需要至少一些储能方案,还要加上相当部分的备用电力,它们大多以调峰电厂的形式出现。这些额外增加的电厂仅在需求过高时启用。如果调峰电厂不用煤炭、天然气或水力,那么新型核能是一个较好的选择。核能也可以用在集装箱货船上。一些工业过程,如水泥生产等,可以减少二氧化碳的排放,任何剩余排放的碳都可以利用CPP(催化热裂解)解决方案实现封存。
无论如何,能源领域的创新数量都是无比巨大且振奋人心的。这些创新也是极其复杂的,它们终将迎来属于自己的黄金时代。
技术革命会带来更高的效能,翻天覆地的能源转型只是这一趋势的一个例子。3D打印是又一项有利于提高效率的通用技术。工业生产(和大多数工艺)的标准方式是“做减法”。一块金属、木头或大理石,人们提取有用的部分,去除用不着的部分。
而生物体是通过“做加法”的方式来创造的,也就是说,它们会从零开始,一层一层地累加,做到令人叹为观止的精度。我们清楚地看到,这种方法可以创造更微妙、更复杂的事物——比如蝴蝶或人类。有趣之处在于,如今的制造业正在经历一场不断进化的革命,它让我们通过“做加法”的方式生产出越来越多的产品。这意味着我们也能创造越来越复杂的、量身定制的产品,比如种植牙和牙冠早已广泛实现了个人定制。它还有一些奇妙的用途,从宇宙飞船上的打印工具到厨具、3D标识、人体器官、牛排、珊瑚礁、纳米电池和人体皮肤。科学家最近甚至用一台桌面型3D打印机生产出了柔性OLED屏幕。
表6.4是超级趋势专家对3D打印技术做出的预测。
表6.4 超级趋势专家预测的未来3D打印技术突破一览表
紧凑型技术在食品工业中获得推广。如今,耕地面积约占全球陆地总面积的11%。形象地说,这11%相当于俄罗斯的国土面积,或者等于美国、印度、阿根廷、格陵兰岛和南非的面积之和。我们都知道,耕地的生物多样性远远比不上浑然天成的大自然,就像我们在自然公园之类的地方看到的那样。所以,人们普遍担心,随着我们砍伐森林,从自然手里抢夺耕地,生物多样性会下降,一些物种会灭绝。
虽然有些地方对栖息地的灾难性破坏仍在发生,但是其他地方的耕地正在减少,更多的空间被还给大自然。自20世纪80年代以来,全球的耕地总量实际上基本没有变化。必须说明的是,这不仅是在全球人口翻一番的情况下做到的,而且是在过去40年里人均卡路里摄入量明显提高的情况下做到的。其中一个原因是推出了不同程度的“精准农业”,比如,可以广泛利用天气、水情况和氮水平、空气质量和病虫害传播等实时数据,为农民提供精准指导,告诉他们当下应该做什么。之所以被称为“精准”,还因为该系统使用GPS和精密仪器为每一英寸
农田都建立了具体的操作指南。农业机械最终会实现自动化,各种各样的机器人和传感器会互相通信,使得农民的工作内容发生巨大的变化:他们会远程控制各种机器设备——也许是坐在舒适的办公室里用iPad(苹果平板电脑)来操作。我们也可以在建筑、设计和运输等行业见到类似的趋势。
有足够的迹象说明,我们如今就站在全球农业的转折点上。这有7个主要原因:
● 不断发展和推广高效精准农业技术,包括使用基因改造物种,这需要的资源更少。
● 大气中二氧化碳浓度升高,并通过空中发酵加快了植物生长。
● 全球人口增长不断放缓,可能在21世纪中叶前后人口停止增长并转而减少。
● 垂直农业的引入,这种农业需要的水更少,不需要使用杀虫剂,就每生产单位的土地面积而论,传统农业通常是垂直农业的约50倍。
● 利用精准发酵来生产牛奶蛋白和类似产品。
● 人造肉日益普及,它实际上是由植物或其他蛋白质来源制成的,比畜牧业占用的土地少。
● 引进人工培养肉(在金属罐中培养肉类细胞),和垂直农业一样,每生产单位所需的土地面积是传统养殖的1/50。
同样生产1磅食物,人工培养肉和垂直农业技术所需的土地面积减少了98%。
后四点需要稍加解释。垂直农业是在受控的室内环境层叠种植农作物,它依靠的是人工光和水培技术,也就是说,农作物的根是悬浮在水基培养液中的。这种受控环境可大可小,有些只有集装箱大小,家用环境甚至更小,也有一些相当大。它的补充方案还可以在垂直架子上生产海产品,系统之间还可以结成有益的组合,比如,垂直海产养殖产生的废物可以为邻近的垂直农业系统提供肥料。
一家名叫Plenty的旧金山企业经营着一座8 100平方米的垂直农场。这家企业称,其每平方米的粮食产量是传统农业的300倍。这是有可能的,因为它有不断优化的种植环境,无须顾虑季节的影响,而且可以堆叠很多层。
也就是说,就土地利用而言,这是一项300倍速以上的优化技术。甚至有人在废弃的矿井和翻新的地下隧道之类的场所经营“地下农业”项目,这些项目完全不需要占用耕地。垂直农业还可以循环利用绝大部分的水,把无用微生物控制在最低水平。此外,它可以彻底消除昆虫、杂草和其他害虫——这一方面是因为环境是封闭的,另一方面是因为许多害虫的繁衍离不开土壤。
截至本书写作时,至少瑞士和阿联酋正在准备建造大型垂直农场。其中,瑞士项目是“半地下”(农场的一部分位于地面以下)的,占地约10万平方米,位于废弃的石灰石矿内300英尺
深的矿洞,预计年产3 525吨粮食。按照人均每年消耗约0.5吨粮食计算,这座农场(每年)可以养活约7 000人。瑞士的人口约为865万,也就是说,只要不到1 250座这样的农场就能养活瑞士全体国民,前提是他们都是素食主义者。这1 250座农场的总占地面积只有约125平方千米。在这个人口稠密的国家里,这个面积仅相当于国土面积的0.3%。垂直农业用水很少,可以通过屋顶收集。它需要的热量来自地热热泵系统,它产生的生物废弃物可以被重新用于发电。截至目前,我们还不知道核反应堆届时能否建成,或者它是否具备经济上的可行性,但是全球资源使用的前景确实一片光明。
精准发酵是一项水平更高的技术。我们对发酵都不陌生,无论是啤酒、红酒还是其他酒精饮料,都离不开它。精准发酵和发酵很相似,不过它使用基因工程微生物生产复杂的有机分子,如蛋白质。精准发酵自20世纪80年代以来已经投入商业应用,这项技术正在变得日益廉价。它一开始仅被用来生产极其昂贵的化合物,如人胰岛素、维生素、调味剂、补充剂、生长激素和皱胃酶等。不过,它的生产成本已经从2000年的每磅200万美元降到了2020年的每磅约200美元,复合成本年降幅约为60%。这为需要精准发酵的高端化妆品打开了市场之门,如胶原等。接下来,它还为精准发酵的建筑、服装和装饰材料带来了良机,包括合成皮革和合成蛛丝等。(参见图6.4)
图6.4 精准发酵价格的下降如何打开新市场
下一步是使这一过程在食品原料生产和散装食品生产领域具有价格竞争力。这会带来精确设计的食品和添加剂的量产,而且这样的量产可以在任何地方、任何时间进行。例如,我们可以使用基因改造的微生物来生产酪蛋白和乳清,用来制造不含动物成分的乳制品。
很多精准发酵产品被用作其他产品的原料,包括植物性肉类替代品。这个市场发展迅速,包括人造肉糜、培根等。为了获得真肉的味道和口感,素食肉公司Impossible Foods采用了精准发酵的豆血红蛋白。人类正在从原始的“攫取”模式转向未来的“创造”模式。和3D打印一样,我们利用信息来设计自己想要的事物,然后把它们创造出来——在这个例子里,我们用到的是生物复制。表6.5是超级趋势专家做出的相关预测。
表6.5 超级趋势专家预测的未来人造肉突破一览表
虽然准确的时间难以预测,但是粮食和农业正处于巨大变革的风口浪尖,这一点是非常明显的。一个名为Rethink X的组织在一份报告《对粮食和农业的再思考:2020—2030年》中指出:“当前的工业化畜牧业系统将被‘粮食即软件’模式取代。在这种新的模式下,科研人员将在分子水平上完成对食品的工程设计,然后上传到数据库中。世界各地的食品设计者都可以进入这个数据库。这会带来更加分散、更加本地化的粮食生产体系,它们远比旧系统更稳定、更有弹性。新的生产系统不会受到产量和价格波动的影响,因为无论季节、天气、干旱、病虫害还是其他自然的、经济的和政治的因素如何变化,新的生产系统都能屏蔽它们的影响。地理条件不再具有任何竞争优势。人们从依靠稀缺资源的集中式系统转向基于丰富资源的分布式系统。”
精准农业、空中发酵、人口增长的减缓、垂直农业、精准发酵、人造肉和培养肉的发展可能导致未来几十年,特别是21世纪下半叶,全球耕地面积大幅减少。因此,人类未来可能会拥有更多的国家公园和生物多样性。
可以预见,在未来的几十年,特别是在21世纪下半叶,全球耕地面积将会大幅减少。
表6.6是超级趋势专家对未来粮食和农业技术的预测。
表6.6 超级趋势专家预测的未来粮食和农业技术突破一览表
人类甚至可能在越来越大的自然公园里重新引入久已灭绝的物种,就像电影《侏罗纪公园》和它的同名小说描写的那样。在过去的几年里,这种可能已经从遥不可及的模糊幻影变得触手可及。确实如此,只要掌握它们的DNA序列,我们今天已经有能力在技术上重新设计灭绝的物种:过去1万年到1.5万年消失不见的很多物种都可能重现人间。超级趋势专家对此做出了预测(见表6.7)。
表6.7 超级趋势专家预测的未来灭绝物种回归突破一览表
几乎每个领域都将出现类似10倍速以上量级的创新。未来的种种可能性不仅是技术的,也是艺术的,在继续讲述之前,先列举几种可以预见的重大突破(见表6.8)。
表6.8 超级趋势专家预测的未来各行业突破一览表
就像这些例子所表明的那样,人类以更少的资源获取更多的能力,比如用更少的土地获得更多的粮食,这个进程已越来越快,尤其是自20世纪80年代以来。在人类生活的绝大部分时间里,攫取二字在生产手段中占据压倒性的地位——人类不停地杀戮、不断地从大自然中攫取,然后整合加工,满足我们的需求,比如砍伐树木、采伐石材,再比如切割和煮肉等。如今,我们开始越来越多地在数字网络上设计产品,然后在实验室里利用DNA、电子、光子和原子从无到有地创造它们。也许很快我们就会使用量子位,它是量子计算机中使用的量子信息的基本单位。
这是对戴维·多伊奇的等级法则的巨大背离,我们正越来越多地生活在“精准经济”的时代。在这个时代中,万事万物将变得更智能、更紧凑——而且它们会更多地被创造出来,而不是攫取而来。说到智能紧凑解决方案这个趋势,一个很好的例子就是智能手机。最早的手机非常笨重,重约50磅。如今的智能手机仅重300~700盎司
,并且配备了强大的计算能力。这种计算能力远远超过了20世纪80年代的大型计算机。要知道,当时的大型机能占据一间大屋子,重达几吨。一项发表于《自然》杂志的研究(阿努尔夫·格于布勒等,2018年6月)发现,智能手机材料消耗降为原来的1/300,电力消耗降为原来的1/100,待机功率降为原来的1/30。
智能手机的例子再次证明了印刷术的发明告诉我们的道理:它们会为众多行业带来一连串的变革,也改变了我们的生活方式和组织形式。比如,有了智能手机,数十亿人可以随时在任何地方办公。智能手机还帮助人们随时随地订购各种物品,帮助外卖行业实现爆炸式增长,帮助“出行即服务”(TaaS)实现腾飞,比如优步和其他出行共享平台等。智能手机还彻底改变了音乐、媒体、旅游和教育等众多领域。
最终,智能手机变成了魔法棒。它控制着我们的所见所闻,让各种物品出现在我们眼前。在很多情况下,比如在交通即服务和流媒体音乐服务领域,智能手机的解决方案带来的是10倍速以上的彻底颠覆。与此同时,智能手机的极大流行也提升了其所需技术的性价比,包括锂离子电池、传感器、数字相机等等,让数之不尽的其他产品和行业受益良多。
20世纪80年代至今,全世界越来越多的地区迈入了精准经济时代。
精准经济正在帮助我们在不使用更多资源的前提下创造出更多的财富。实际上,随着我们财富的增加,我们甚至经常使用更少的资源。例如,在美国,很多商品的消费早在20世纪80年代就达到了峰值,尽管美国的人均GDP从那时起一直在大幅增长。这让我们认识到,资源的可用性可以分为三个层次:
● 稀缺:资源有限,一旦人口增长或消耗增加,资源就会出现短缺或耗尽的情况。
● 丰富:通过斯密型增长和熊彼特型增长的结合,我们得以提高资源的产出,以满足我们日益增长的需求。
● 超级丰富:人口的增长和人均财富的增加使得整体创新获得更快的熊彼特型增长,这意味着人均可用资源的增加。
在人们谈论人口超过地球的“承载能力”或者提出“我们目前的资源消耗是正常水平的1.7倍”的言论时,其中隐含的基本假设是,人类仍处在稀缺性经济中。我们也许可以理解这样的想法,因为地球上所有其他物种都受制于自然稀缺性法则,无论它们是培养皿里的细菌,还是生活在大森林里的狗熊。但是人类与细菌和狗熊非常不同,因为我们懂得创新和交易。除了人类,任何其他物种都不曾与陌生对象有过交换物品的行为,一次都没有,更不用说和人类表现相当的创新性了。
因为这种独一无二的行为,人类不仅早已进入了富足时代,更是迈入了超级富足时代。衡量这一点的最佳方法是:为了获得等量商品,一个普通人需要工作多少个小时。这种被称为“时间价格”的标准是衡量稀缺性的最佳手段,这是因为货币实质上是一种代币化的时间。“西蒙丰度指数”(SAI)就是用来衡量这一现象的标准之一,它是一个衡量50种全球最普遍的商品的指数。该指数是以朱利安·西蒙的名字命名的。20世纪70年代,西蒙敢冒天下之大不韪,提出了人类将日益富足的预测。这个指数告诉我们,从1980年到2019年,平均时间价格下降了74.2%。事实上,在2019年,这50项商品中没有一项比39年前需要耗费更多劳动小时数,也就是说,每项商品都比之前 更 便宜了。总体而言,这些商品的可负担性的年复合增长率为3.63%。这意味着每20年商品的丰富程度就会翻一番,这又是一个指数定律。马里安·图皮和盖尔·普利在他们的著作《超富余》( Superabundance )中对这一现象进行了出色的研究。两位作者指出,从1850年到2018年,全球人口增长了约630%,在此期间,对美国蓝领工人和非技术工人来说,26种常用商品的时间价格分别下降了98%和96%。不仅如此,这26种商品中的每一种都是极大丰富的。
一个相关的观察是,从1900年到2000年,电力的可负担能力提高了大约200倍。这意味着每年可负担性提高5.5%。(当然,对很多人来说,有些商品和服务的价格变得没那么亲民,比如住房和高等教育等,但这并不是资源的稀缺造成的。)
迄今为止的经验告诉我们,商品的丰富程度大约每20年翻一番。
精准经济似乎还促进了和平的发展。在攫取型经济中,对稀缺资源的争夺时有发生。这会培养出强烈的“你死我活”的心智模式。在这种心智模式下,所谓成功的常见路径是通过战争掠夺土地。随着这些经济体的成熟,成功之路变成了创新和超社会性,这将人类的心智模式从“你死我活”变成了“双赢”。
当然,有些国家的领导者仍在追求通过暴力和威逼手段攫取土地,这是因为他们的头脑还没跟上精准经济的脚步。也就是说,这些人停留在掠夺式的心智模式中,还没有走进富足性心智模式。还有些国家大规模破坏自然栖息地,大肆攫取,而不是创造。如果拥有创造性心智模式,他们就会发现,这些自然栖息地蕴藏着丰富的物种,它们的DNA未来可以通过集约型实验室环境实现无穷无尽的数字化复制。对方兴未艾的体验经济来说,这些实验环境会成为巨大的资源。越来越多的领导者正在转向新兴经济模式的思维方式。
在马尔萨斯式经济和工业化攫取型经济中,经济成功的关键在于对资源的控制。这助长了侵略性的“你死我活”式的行为,如征服战争。但是,在精准经济时代,走向富裕的基本道路是通过熟练的超社会性完成创新,从而促进双赢活动,由此促进和平。
我们研究了一系列10倍速以上的新兴技术,并由此得知,人类未来最有可能拥有的是广泛而多样的技术,这些技术会更清洁、更便宜、更高效。
由此,我们可以得出总的结论:创新是人类最重要的资源。只有通过创新,我们才能解决贫困和环境问题,才能获得新资源。由于人类的创新进程是指数级的,所以我们对可负担资源的获得必然也是指数级的。这正是创新型社会永远不会耗尽资源的原因。我们深知,人类终将解决气候挑战,这在很大程度上要依赖于目前还未出现的技术。我们知道,人类永远不会断粮。未来可能看起来很模糊,但我们可以确信的是,更高程度的富足必然是人类未来生活的一部分。