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在医学研究者、工程师、自然科学家、社会科学家和人道主义者的贡献下，关于人类能量消费情况的文献大量涌现。然而，相形之下，很少有人尝试对其进行历史的综合分析 [2] ，而且由于不同的研究者专注于不同的能量获取特点（比如，食物消费、净能量消费、物质生活标准、总消费等），以不同的方式对其进行度量（比如，每人每天消耗多少千卡的能量、出生时的预期寿命、实际工资、身高等），或者对变化进行定性分析而不是定量分析，连形成总体概貌也很复杂。因此，我首先要更严密地定义我的一些术语。
我的总体框架要从一幅广为引用的图说起（图3.1）。 [3] 这幅图最初是于1971年发表在《科学美国人》杂志上的。在该图中，得克萨斯农工大学的地球科学家厄尔·库克对狩猎-采集社会、早期农业社会（他指的是大约公元前5000年的西南亚农民）、先进农业社会（大约公元前1400年的西北欧农民）、工业社会（约1860年的西欧人），以及他本人身处的北美和西欧的技术社会的典型的人均能量获取，进行了粗略估计。库克给四项指标打了分：食物（包括喂养的家畜）、家庭和商业、工业和农业，以及交通运输。此图表成为研究能量获取情况的历史学家一个常用的出发点。
图3.1 厄尔·库克绘制的社会发展不同阶段的能量消费情况（以每人每天计算）
资料来源：Cook，“Flow of Energy，”137
库克将食物能量与非食物能量区别对待，这是至关重要的。人类对食物能量的消费是具有极大的强制性的：如果在一段时间内，这一数值远低于平均每人每天2 000千卡，人们就会变得虚弱而无法劳动。他们将丧失身体的机能，过早死去。然而，如果食物能量的输入长期高于4 000千卡，人们会变得肥胖，患上极其严重的相关疾病，同样会有不少人过早死去。（营养学家通常会用“卡路里”来描述物理学家所说的营养“千卡”，食品包装上的营养成分表上列出的热量实际上指的是千卡。）
食物能量的消费会随时间推移而变化，部分是因为人们会在诸如谷物等“廉价”热量食物和诸如肉之类的“昂贵”热量食物之间来回摆动（大致估算，消耗10千卡的植物才能生产1千卡的肉类）。在肉类丰富的21世纪，饮食通常会达到每人每天大约10 000千卡。然而，非食物形式的能量消耗变化更大。大多数狩猎-采集社会消耗的非食物能量都相当少：他们需要生物质
用于烹饪、燃料、衣服、武器、容器和个人饰品，但通常居住在非常简陋的栖身所里，只有极少的实用物质产品。农业社会通常有数量多得多的坚固房屋，有大量的各式各样的人工产品，而现代工业社会无疑更是能生产出数量巨大的非食物产品。在最简单的热带狩猎-采集社会，总能量获取量（食物+非食物）大致会低至每人每天4 000~5 000千卡；而在当代美国，这个数字则会高达每人每天230 000千卡，全球平均水平现在大约为每人每天50 000千卡。
在历史上的大部分时期，人均非食物能量都是趋于上涨的，但人们没有多少办法将非食物热量转化为食物。结果，增加食物能量的困难成了扩大人口规模和提高生活水平的主要障碍。英国人口学家托马斯·马尔萨斯在其《人口原理》中就已认识到这个问题。他写道：“应当始终牢记，食物与原材料极其丰富的加工产品之间存在本质区别。对这些产品的需求可以促使人们需要多少就能生产出多少。然而对食物的需求，绝对没有这样的创造力。” [4]
甚至在史前时代，非食物能量都能稍稍缓解食物供应的压力。例如，提供肥料 [5] 、改善交通以使食物从充裕的地方流动到匮乏的地方，还可以提供燃料以加工食物。然而，直到19世纪（具有讽刺意味的是，始于马尔萨斯在世时），交通、加工、肥料和科学干预才对食物供应进行了彻底改革，使得人类的身材、寿命和健康状况得到不断改进。 [6]
尽管这在马尔萨斯和库克的研究中都占据重要位置，对长期经济史感兴趣的社会科学家们仍通常会忽略食物能量和非食物能量的差别，只专注于食物，他们的结论是：自1万年前农业被发明出来到200多年前工业革命之前，几乎没有发生什么变化。 [7] 在最被广为引用的最近的一次讨论中，经济史学家格雷戈里·克拉克清楚地表明：“1800年时世界上的人均富裕状况并不比公元前100000年时好。” [8] 但他的论断是错误的。正如马尔萨斯所认识到的，如果良好的天气状况和先进的技术或组织促使食物产量提高了，人口往往会增长，消耗掉剩余的食物，迫使人们消费更少、更廉价的食物能量，然而尽管人均食物供应面临下行压力，从长远来看，非食物能量获取的增长，在整个全新世（约1.1万年前至今的时期）却得到了稳步的累积。
库克提出，虽然在典型的狩猎-采集社会中，每人每天只能获取2 000千卡的非食物能量，但到早期农业社会时便提高到8 000千卡，而先进的前工业化农民每人每天可获取20 000千卡非食物能量。我重新构建的框架表明，从长远看（暂且忽略几个暴跌期），自大约公元前12700年冰期结束后的13 000年间，非食物能量的获取缓慢而平稳上升，直到罗马时代的意大利（这是最先进的古代农业帝国的核心地区）可能会达到每人每天25 000千卡。这似乎是前工业社会可能达到的上限，相当于经济史学家E. A.里格利所说的高级有机经济体和化石燃料经济体之间的界限。 [9]
在将近2 000年间，农业帝国/帝制国家不断冲击着这个上限却无法突破。到了17世纪和18世纪，当全球化达到了能使植物和动物在大洲之间流动的程度时，投入交通运输业的热量开始间接地转化为食物热量。然而，直到19世纪，在企业家们学会了将煤燃烧所释放的热能转化为动能之后，非食物能量的获取量才得到了极大增长，使之能够转化成食物热量。这便使人类摆脱了“马尔萨斯陷阱”——至少目前如此。
库克的估计当然只是个起点，因为他只提出了六个数据点（原始社会、狩猎-采集社会、早期农业社会、先进农业社会、工业社会、技术社会），没有尝试区分世界上的不同地区，也没有提供估计时所使用的资料来源。因此，在重新探索东西方的能量获取情况时，我先将库克的数据作为出发点，在给定的能量体制内为“正常”的消费建立一个数量级，然后利用更详细的证据，估算出每个时间点上东西方核心地区实际上距离这些正常的数据有多远。