作者：殷雄,谭建生,
出版社：中信出版社
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能源资本论试读：
前言
自古以来，人类社会所创造并积累的物质财富和精神财富，本质是人类通过劳动而创造的价值沉淀。能量是构成客观世界的三大基础（物质、信息和能量）之一，是人类社会一切生活、生产活动的驱动力。如果没有各种能源形态所蕴含的能量的投入，那么人类社会就不可能创造和积累财富。因此，从持续不断地创造价值的角度来看，能源具有资本的属性。简单地说，能源属于资本，资本创造财富。本书所涉及的能源和资本这两个概念，都是大家熟悉的概念，但当把它们组合起来成为“能源资本”时，不论是从其内涵还是从其外延来看，就变成一个全新的概念了。我们通过分析能源资产转化为能源资本的条件和过程，找到了构成能源资本的四个要素：货币资本、人力资本、技术平台和市场环境。在此基础上，我们运用统计学中的因子分析方法，从这四个要素中提取出两个公共因子，并将它们命名为驱动因子和约束因子。生物学中的DNA（脱氧核糖核酸）是四种碱基对排列成的双螺旋结构，它承载着生命的信息，仅仅因为这些排列的微小变化，生命的形式就会改变。如果把能源资本看作是一个类似于生物学的DNA结构，那么，这四种要素就是构成DNA结构的“基因”，这两个公共因子形成一个携带着这四种“基因”的双螺旋结构，由此形成了能源资本双因子干涉理论，这是本书最重要的研究成果，也是最大的创新。事物是普遍联系的，这是唯物论和辩证法的基本法则。我们发现，能源资本与经济增长、生态环境、技术创新、军事力量和大国博弈这五大领域具有不同的关联性，而且这种关联性是由这些领域的独特性所内生出来的。这也正是本书的最大特色，或者可以说是一种创新。许多基础科学和技术的突破都是非功利性的，不需要回答“有什么用”的问题，是纯粹对认知本身的追求。在有用与无用的问题上，我们认为，20世纪被誉为所有现代物理学家的老师、1965年诺贝尔物理学奖获得者理查德·费恩曼在《费恩曼物理学讲义》前言中所说的几句话最为精辟：“我讲授的主要目的，不是帮助你们应付考试，也不是帮你们为工业或国防服务。我最希望做到的是，让你们欣赏这奇妙的世界以及物理学观察它的方法。”物理学的研究是如此，经济学的研究也是如此，哲学思辨更是如此。我们通过能源资本这个概念与双因子干涉理论，来观察和理解能源的本质属性及其与客观世界的关联性，就是在不航海的时候培养和训练舵手，也是“平时多烧香”的体现。它尽管不是人生的终极目标，也算是这个时代托付给我们的职责吧！经济学的本质是解释人性，也就是演绎人性，它与社会学和管理学一样，无法做到精确，因此，在很多情况下很难用以假设条件为前提的数学模型来表达。因为假设的条件多了，就不能真实地反映现实世界，从而把科学研究作为一种在既定场景中的“智力游戏”。数学是一个好东西，但并不是用在什么地方都好。数学有思想，但如果数学用得多了，只能从“因为”推导出“所以”，这种机械式的“路径依赖”有可能阻碍新思想的产生。美国经济学家、2018年诺贝尔经济学奖获得者保罗·罗默于2015年写过一篇题为《数学在增长理论中的滥用》的文章，对数学用得太多、太滥的倾向进行了“吐槽”。他认为，现代经济学可能花费了太多的精力在形式化上，而忽略了[1]对更为根本的、思想性内容的追寻。同样，在本书中我们也没有运用数学工具，而是把视角和推理的重要性摆在首位，并且借用了其他学科的一些概念和方法。斯蒂芬·霍金在其《时间简史》中写道：“有人告诉我，我放在书中的每一个方程都会使本书的销售量减半，为此我决定一个方程也不用。然而，2在最后我确实用了一个方程，即爱因斯坦著名的方程E=mc，我希望这个方程不会吓跑一半我的潜在读者。”爱因斯坦的这个质能方程，揭示出质量和能量是同一事物的两种不同表现形式，是各种能源形态所蕴含的能量的表征，也是本书的逻辑起点，因此在本书中也出现了这个方程。同时，我们在本书中借用了物理学中的干涉效应、跃迁效应和杠杆效应的概念来分别描述能源资本与经济增长、军事力量和大国博弈之间的关联性，借用了气象学和混沌学中的蝴蝶效应的概念来描述能源资本与生态环境之间的关联性，借用了经济学中的乘数效应的概念来描述能源资本与技术创新之间的关联性。如果通过我们的劳动，能够把所研究的问题弄清楚，或者哪怕是弄清楚其中很少的一部分，那么我们并不在意如霍金所说的市场销售量的“减半”，甚至也很乐意“留给老鼠的[2]牙齿去批判”。只有在充分掌握事实和数据的基础上才会产生抽象力，或者说才能发挥抽象力。在能源与资本这两个不同的领域，已有大量的文献资料。面对浩如烟海的资料，假如没有归纳和提炼，是不可能得出概念性、抽象性的结论的。本书的第一章中对“能源资本”的概念阐释及第二章中能源资产如何转化为资本的过程和机制分析的内容，比较偏理论。对于读者来说，如果能把这部分内容读透，其他内容就容易理解了，而且会觉得有趣多了。不过，尽管我们竭尽全力提高可读性，但本书毕竟是一本学术著作，阅读起来不可能像文学作品那样轻松和惬意，有时候可能还会使读者感到稍微有一点儿“烧脑”。无论如何，我们希望读者愿意花时间读下去。英国历史学家彼得·弗兰科潘在他的《丝绸之路：一部全新的世界史》中文版序言中写道：“作为作者，不停地写书是一种乐趣，知道自己写的书有人读更是一种独特的乐趣。如果[3]本书的阅读经历能让您心旷神怡，将是对我的最大称赞。”我们也怀着与弗兰科潘一样的心情，将这部作品交给读者，而且认为读者的阅读就是对我们劳动的最好回报。[1] 陈永伟.诺德豪斯、罗默获得2018诺贝尔经济学奖[OL].公众号《比较 》,2018-10-11.[2] 马克思的《德意志意识形态》是一部十分重要的著作，但在出版时却碰到了困难。马克思说了一句很幽默的话：“既然我们已经达到了我们的主要目的——自己弄清问题，我们就情愿让原稿留给老鼠的牙齿去批判了。”[3] 彼得·弗兰科潘.丝绸之路：一部全新的世界史[M].邵旭东，孙芳，译.杭州：浙江大学出版社，2016.第一章绪论以太阳能为代表的一切能源资源，都是人类生存和社会发展的必要条件，是生产力的要素，也是人类文明进步的能量源泉。能源作为生产力这一“引擎”的“燃料”和人类文明发展的动力，它的形态虽然各异，但因其可以持续不断地创造价值，所以具有资本的属性。从资本的角度认识能源、开发能源、利用能源，将是人类社会经济生活中不变的主题。引言 资本与财富迄今为止，人类社会生产力的发展所创造和积累的财富，都离不开以太阳为能量来源的各类能源形态作为物质基础。财富之所以能够不断地积累，是因为人类能够持续不断地创造价值，而这恰恰是资本的属性。我们的研究将从揭示能源形态的资本属性开始。财富，包括物质财富和精神财富，是人类社会文明进步的标志。财富究竟是资本创造的，还是劳动创造的？对这个问题的认识，在于如何理解资本是什么以及它是如何被创造的。为了搞清楚财富的来源，需要运用双重维度的方法进行分析。第一重维度，把资本与劳动分开来看。资本是价值的表征，它本身不是物，而是人创造的。一方面，劳动创造了资本，进而创造了财富；另一方面，资本从诞生的那一天起，在表现形态上就与劳动相对立了，就像婴儿从母腹中分离出来后，就是一个独立的个体，从而与母亲相对立了。尽管他（或她）会遗传母体的一些基因，与母亲在性格和长相上会有相似之处，但终究是独立的个体，他（或她）的成长必定与社会环境发生这样或那样的关联。资本也是这样，它是由人类的劳动创造的，但在持续不断创造价值的过程中，它一方面凝结了人类劳动所创造的价值，另一方面在生成、生长的过程中吸收了人类社会环境中的其他因素，进而成为一种游离于物质之外的社会权力，可以独立创造价值。即使如此，资本与劳动在“细胞分裂”的过程中，并没有丢失劳动创造价值的“遗传基因”。因此，从本质上来说，凝结了价值的各类财富形态，是劳动利用资本或者说资本通过劳动创造的。在这里，资本与劳动是一枚硬币的两面，共同创造价值。第二重维度，把不变资本与可变资本分开来看。这一重维度是第一重维度的另外一种表达方式，在这里，不变资本是资本，可变资本是劳动。按照马克思的定义，资本由不变资本（厂房、设备及其他自然资源等）和可变资本（资本家支付给工人的劳动报酬）组成，只有可变资本才会创造剩余价值。而我们在实际的社会生活中发现，不变资本与可变资本在价值创造的过程中是互为条件和互为前提的。两者的结合，并不是简单的量的相加，而是质的飞跃。也就是说，这个过程不是物理变化，而是化学反应。在形成商品之后，不可能分清楚商品的哪部分价值是由哪部分资本创造的。比如，要让汽车在公路上开动起来，就必须先用钥匙把汽车发动起来，不变资本就相当于这把“钥匙”。汽车要在公路上行驶，必须添加燃料，可变资本就相当于这辆汽车所必需的“燃料”。有了这把“钥匙”，整个生产（劳动）过程才能启动；有了“燃料”，生产（劳动）过程才能持续。如果没有“钥匙”，即没有不变资本的投入，就不可能有“燃料”即可变资本的支出，也就不可能创造出“把车开起来”这个价值。不变资本与可变资本，是互为因果、互为依托的关系。如果只强调劳动者的劳动价值，而忽视了不变资本的作用，就不能全面、准确地解释整个生产（劳动）过程的价值创造机制。在这里，可变资本与不变资本是一枚硬币的两面，共同创造价值。资本的本质不是物质，而是一种能够持续创造价值的能力，是体现在物上的生产关系。这种生产关系的内在本质是一种处于运动中的价值。资本一旦停止运动就丧失了生命力，就比如不把汽车开动起来，油箱里的燃料是没有用处的。资本运动表现为资本的循环，从一种形式转变为另一种形式，从一个区域转移到另一个区域，从一个阶段过渡到另一个阶段，在这种不断运动的过程中，把“死”的潜能转化为“活”的价值。这种资本运动的主角是人和人的劳动，如果脱离了人的劳动，资本的运动就是不可能的。比如，树枝不会自行变成火把，肯[1]定是人拾起它，并且做成火把来使用。人的劳动把树枝变成火把，进而挖掘出火把的价值潜能，在一定的条件下将其转化为资本。[2]“问渠那得清如许？为有源头活水来。”通过上述双重维度的分析，实际上把资本与劳动统一起来了，也就是资本与劳动的结合体才是财富的源泉。当我们说“资本创造了财富”，就如同说“上帝创造了人”一样，已经超越了经济学的范畴，而成为一种自觉的、下意识的生活信仰。当我们正确认识到资本是人创造的，资本的价值属性中包含了人类劳动的价值，也就是资本与劳动成为一枚硬币的两面，我们才可以说资本是财富的源泉。因此，我们在本书中所谈论的资本，一定包含了人的劳动价值的“基因”。法国经济学家托马斯·皮凯蒂在《21世纪资本论》中提出：“资本主义活力的源泉，不是互联网，也不是快餐特许经营连锁店，而是资本。只有资本，才能够提供充分而必要的手段，来支持扩大化市场中的专业化分工，以及资产的生产和交换。只有资本，才是不断增长的生产力的源泉，[3]因此，它也是国家财富的源泉。”假如皮凯蒂所说的“资本”没有人的劳动价值的“基因”，那么，要说它是“国家财富的源泉”，无论是理论上还是实践中都是不完备、不自洽的。简单地说，资本自己是不能够“提供充分而必要的手段”的，只有通过人的劳动才能够提供这种“充分而必要的手段”。互联网和快餐特许经营连锁店的本质属性是资本的载体，只不过是为人类劳动提供一个平台。从这个意义上来说，“国家财富的源泉”还是人类的劳动。归根到底，财富是劳动创造出来的，正如素有“现代政治经济学之父”称誉的英国古典经济学的创始人威廉·配第所[4]说：“土地是财富之母，劳动是财富之父。”至于资本，如英国另一位古典经济学家麦克库洛赫所说，“资本不是别的，只是过去劳动产物的积累”，而“人正如任何一架为他的手所制[5]造的机器一样，是劳动的产品”。既然人与资本无区别，都是过去积累劳动的产物，那么就可以由人的劳动创造价值引申出物化劳动也创造价值，人的劳动和机器的劳动，并无本质上[6]的不同。人本身就是资本。资本是人类在创造财富过程中所形成的社会权力，这种社会权力的恰当运用，结合人类新的劳动，又可以创造新的价值，形成新的财富。这个过程循环往复，周而复始，一直会进行下去，人类社会的文明进步也就会持续下去。从这个意义上来说，增长是没有极限的。作为人类社会文明进步的重要物质基础的各种能源形态，在价值创造的过程中，犹如“细胞分裂”一般，从劳动和资本中分离出来，成为在正规所有权制度下的资产，然后再通过必要的条件转化为一种独特的资本形态——能源资本，它是人类文明进步的能量源泉。能源资本的这种驱动人类劳动持续创造价值的本质属性，应该赋予它在生产力要素中的重要地位。马克思说：“资本来到世间，从头到脚，每个毛孔都滴着[7]血和肮脏的东西。”这是对资本无限制追求剩余价值的本质属性的深刻洞察，同时也是对由劳动利用资本所创造的价值和财富分配不公的批判。皮凯蒂的研究表明，财富分配的历史总是深受政治影响，是无法通过纯经济运行机制解释的。在财富积累和分配的过程中，存在着一系列将社会推向两极分化或至少是不平等的强大力量。财富分配的动态变化表明，有一个强大的机制在交替性地推动着收入与财富的趋同与分化。皮凯蒂认为，这种分化的根本力量就是资本收益率高于经济增长率。过去几十年较高的资本/收入比带来的收益，在很大程度上是由于相对缓慢的经济增长造成的。如果资本收益率仍在较长一段时间内显著高于经济增长率，那么财富分配差异化的风险就变得非常高。继承财产的人只需要储蓄他们资本收入的一部分，就可以看到资本增长比整体经济增长更快。在这种情况下，相对于那些劳动一生所积累的财富，继承财富在财富总量中将不可避免地占绝对主导地位，并且资本的集中程度将维持在很高的水平上，这一水平可能有违现代民主社会最为根本的精英价[8]值观和社会公正原则。皮凯蒂的研究，从另一个角度印证了邓小平提出的“发展是硬道理”思想的正确性，许多社会问题的解决（包括财富分配不公）都需要通过发展来解决。皮凯蒂说：“财富分配问题如此重要，因此不可能只扔给经济学家、[9]社会学家、历史学家以及哲学家来解决。”能量的来源我们都是“太阳的孩子”宇宙存在的基本形式是运动着的物质，运动需要能量。人类的生存与繁衍乃至文明的演化，也是一种物质运动，因而也需要能量。迄今为止，地球上万物生长所需要的能量都来自太阳。黎明时分，日出东方。灿烂的阳光自宇宙洪荒开始，就一直照耀着地球。过去50亿年来，天天如此。神奇的大自然安排了一个巨大的发光发热体在我们所居住的地球附近，不太近，也不太远，正是这刚刚好的距离，才使得地球上的生灵能在和煦的阳光下生生不息。当我们沐浴在阳光之下时，觉得它是那么的温暖、安静、和煦。了解太阳，才能了解动力源泉；如果能够对这种动力加以支配，等于打开了星体的巨大能量宝库。太阳的故事源于130亿年前的宇宙大爆炸。宇宙在瞬间诞生，自此以光的速度膨胀。宇宙之内至少有上千亿个银河系，人类所生活的银河系只是其中的一个。太阳只是银河系上千亿颗恒星中的一颗，占整个太阳系总质量的99.86%。太阳的直径约为139.2万公里（约为地球的109倍），呈现近乎完美的球形。相对于太阳来说，地球只不过是太阳系形成之时的残余散落碎片，太阳能够装得下130万个地球。从化学组成来看，太阳质量的3/4是氢，剩下的几乎都是氦，包括氧、碳、铁、硫、氖在内的其他元素的质量不足总质量的2%。太阳的年龄[10]在45亿年左右，已经度过了一半的主序星生涯。太阳之于人类的意义，不论从哪个角度来看，都是无与伦比的。太阳光是最丰富的能源，是我们星球表面最重要的生命[11]燃料。太阳这个炽热球体的内部，持续进行着氢聚合成氦的核聚变反应，不断地以电磁波辐射的形式，每秒向外输出26[12]3.9×10焦耳的能量，分摊到地球上的只是太阳辐射总能量的22亿分之一。也就是说，太阳每秒钟给地球送来约500万吨标准煤的能量，穿过地球大气层时，53%的能量被大气层吸收和反射，剩下不到一半到达地球表面，虽落在陆地上的只有[13]1/5左右，却已经是人类每年消费总能量的3.5万倍。2根据爱因斯坦的质能方程E=mc，若要产生如此规模的能量，太阳内原子核的质子-质子链反应和其他核反应每秒将消耗4.3吨的物质。太阳内部核聚变所产生的高能γ光子，从产生到转变为低能辐射再到飞离太阳表面，中间经过一系列缓慢的扩散，需要1万17万年的时间，而光子从太阳到达地球的过程仅仅耗时8分钟。一旦到达地球，它将在地球独特的大气、海洋和陆地环境中经过复杂的过程并最终被吸收和消耗掉。光的反射、吸收、散射和再吸收是地球生命得以存续的先决条件之一，它阻止了地表能量的散失，将地球平均温度维持在15℃左右的适宜水平。地球实际上是一艘不能着陆、无处停泊、无法维修补给的“地球号”太空船，孤独地在宇宙中航行，赖以生存的只有蕴藏于地球表面和地壳内部的资源，以及来自太阳的[14]能量。没有太阳，地球只是一个死气沉沉的岩球，陷入永恒的荒芜和死寂之中。正因为如此，我们才说“万物生长靠太阳”。太阳发出的光，是人类见得最多的东西。自古以来，它就理所当然地被认为是这个宇宙最原始的事物之一。人类深谙此道，因此一向膜拜太阳。在远古的神话中，往往是“一道亮光”劈开了混沌和黑暗，于是世界开始了运转。《圣经》中有许多对光的描述：上帝说“要有光”，就有了光。上帝看光是好的，就把光暗分开了。上帝称光为“昼”，称暗为“夜”。于是上帝造了两个大光，大的管昼，小的管夜，又造众星，并把这些光摆列在天空，普照在地上。可见，上帝要创造世界，首先要创造的是光，如果不最先创造出光，智者们会发出怀疑的声音。俄罗斯的陀思妥耶夫斯基等作家曾经质问：“既然第四天才有[15]日月星辰，那么前三天的光是从哪里来的？”素有“氢弹之父”称誉的出生于匈牙利的美国物理学家爱德华·泰勒天资聪颖，好奇心强。他在上小学时，老师每天早上都不厌其烦地念叨：“上帝最初创造了天地。”泰勒则反问：“那么谁创造了上帝呢？”泰勒的好奇心，促使他成功地研制了氢弹，相当于在地球上模拟了一个微型“太阳”，他自己也变成了“光”的创造者之一，这种“光”就是他与千千万万的科技工作者劳动所创造出来的“资本”，不仅具有物质价值，更具有无穷的精神价值。光在人们的心目中，永远代表着生命、活力和希望，更由此演绎出了数不尽的故事与传说。太阳对地球上的生物是如此的重要，以至于古人把许多美德和本领集于太阳神一身，把它当作神灵来崇拜。20世纪60年代，美国还把登月的宇宙飞船命名为“阿波罗号”。希腊神话中有一位英雄人物叫普罗米修斯，他从天堂盗取了圣火，并教会人类使用火，结果使人类成为万物之灵。普罗米修斯象征着人类对美好未来的追求和对未知世界的探索，同时也代表了一种新的能源方案，或者代表了对新的能源方案的[16]追求。中国典籍中记载了两个关于人类与太阳进行抗争的神话故事：夸父逐日与后羿射日。夸父逐日是为了给人类采撷火种，使大地获得光明与温暖。夸父是“盗火英雄”，是中国的普罗米修斯。夸父逐日给人类的另外一个启示就是，生命有限的人类饱尝着时光流逝带来的痛苦，于是强烈地向往永恒，为追求永恒的生命而进行坚决的抗争。后羿射日的故事反映了古代中国人想要战胜自然、改造自然的美好愿望，是一种不屈的抗争精神的反映，同时也是一种追求能源供应均衡的朴素的物质观和消费观。世界上再也没有比太阳更美好的东西了，它赐予人类温暖[17]和光明，滋养着美丽的花草树木使其茁壮成长。正是基于这个理由，古老的印加人称自己为“太阳的子孙”，他们将太阳视作“燃烧的火鹰”，渴望用“拴日石”将带来光明和温暖[18]的太阳永远留在天上。正如俄罗斯著名地球化学家弗拉基[19]米尔·沃纳德斯基所说的那样，我们都是“太阳的孩子”。太阳对于人类最大的价值，就在于它给人类提供了生存所必备的条件：能量。我们可以从两个方面理解这个问题。首先，从人类生存的需要来说，太阳所发出的光之中能够传递到地球上并为人类所直接或间接利用的那部分能量，是最重要的自然资源。其次，正如德国著名诗人歌德在《浮士德》中所说的“万物昙花一现，却总有痕迹留下”，这痕迹就是由花草树木变成的能源（石油、煤炭、天然气，等等）。这些人类赖以生存的能源形态，就其本质来说，都是由吸收太阳光之后转化而来的。通过对太阳的不断深入探究，人类了解了太阳的热能和光能的产生原因，同时也更加了解我们居住的这颗美丽的星球，原来在众多方面都深受太阳的影响。太阳支配人类的生活作息，正所谓日出而作，日落而息。人类不断地观测、收集、改良和尝试，学会了利用太阳的无穷力量造福千秋万代。能量的基本法则能量的英文“energy”一词源于古希腊语，意指“活动、操作”，首次出现在公元前4世纪古希腊哲学家亚里士多德的作品中。公元16世纪，意大利科学家伽利略的时代已出现了“能量”的思想，但还没有“能”这一术语。能量概念出自17世纪德国科学家莱布尼茨的“活力”想法，定义是一个物体质量和其速度的平方的乘积，相当于今天所说的动能的两倍。为了解释因摩擦而令速度减缓的现象，莱布尼茨认为热能由物体内的组成物质随机运动而产生，这种想法与牛顿一致，虽然它过了一个世纪才被普遍接受。1807年，英国物理学家托马斯·杨在伦敦国王学院讲授自然哲学时，针对当时的“活力”或“上升力”的观点，提出用“能量”这个词表述，并和物体所做的功相联系，但未引起重视，人们仍认为不同的运动中蕴藏着不同的力。1831年，法国物理学家科里奥利又引进了力做功的概念，并且在“活力”前加了1/2（系数），称为动能，通过积分给出了功与动能的关系。后来，1853年出现了“势能”,1856年出现了“动能”等术语。直到能量守恒定律被确认后，人们才认识到能量概念的重要意义和实用价值。能量是一个间接观察的物理参量，被视为某一个物理系统对其他物理系统做功的能力，也就是改变体系状态（温度、速度、位置和化学组成等）的能力大小。功的定义是，用力将某一物体移动一定的距离，而力是指移动某一物体时所施加的作用的强度。做功的多少，取决于对物体施加力的大小和物体所移动的距离。功的最经典例子，就是克服重力而将一定质量的物体提升一定的高度。能量虽然是一个基本的物理概念，但同时也是一个抽象的物理概念。对于普通人来说，能量这个概念，似乎极为普通，而且也很好理解。但如果探究能量的本质，对于科学家来说，也是一件极为困难的事情。被认为是继爱因斯坦之后最睿智的理论物理学家、1965年诺贝尔物理学奖获得者的理查德·费恩曼说：“重要的是要认识到，在今天的物理学中，我们不知道[20]能量究竟是什么。”能量与物质是什么，以及它们之间为什么要统一，这些问题都属于最基本的哲学范畴。爱因斯坦的质2能方程E=mc，或许能够帮助我们正确理解能量的概念，就如同水和冰，能量和质量也是同一种事物，只是由于存在形式的[21]差异，才使它们看起来大相径庭。事实上，能量与时间一样，是所有人都非常熟悉却又难以准确定义的一个概念，我们只能从能量大小的改变和存在形式的转换所触发的一些现象来理解能量。比如，灶下燃烧的木材把一锅水烧开了，这是木材所蕴含的能量所致；刚才还是饥肠辘辘的一个人，连一步也走不动了，一个面包和一瓶矿泉水下肚，立刻就变得生龙活虎，这是食物和水所蕴含的能量所致。在日常生活中，我们就是通过这些事实来感受能量的。能量的概念是如此的晦涩，以至于人类理解和掌握能量背后决定性的规律就更加困难。1820—1940年，大批科学家和工程师为此进行了大量开拓性的工作，驱动整个宇宙的一些内在规律被逐一揭示出来，其中最伟大的成就之一便是发现了热力学的三个定律。关于热力学定律的重要意义，英国著名化学家、1921年诺贝尔化学奖获得者弗雷德里克·索迪说：“政治体制的变革，民族的自由或奴役，商业和工业的运动，富裕和贫[22]穷的来源，最终都由热力学法则决定。”热力学法则，就是能量的法则，它是对人类文明进步驱动力的描述。热力学第一定律，即能量守恒定律，其具体表述是：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转移和转化的过程中，能量的总量不变。能量具有多样性，物体运动具有机械能，分子运动具有内能，电荷运动具有电能，原子核内部的运动具有原子能，等等。由此可见，在自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应。不同形式的能量是可以相互转化的，“摩擦生热”是通过克服摩擦力做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能，等等。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，而且这些转化是通过做功来完成的。在工业革命的推动下，蒸汽机被广泛使用于工业交通领域，人们研究怎样消耗最少的燃料而获得尽可能多的机械能。为了解决这个问题，人们开始研究热和机械能之间的关系。德国物理学家迈尔第一个提出了能量守恒定律，而此定律得到物理学界的确认却是在英国物理学家焦耳的实验结果发表以后。焦耳于1840—1848年做了大量实验，测定了热与多种能量相互转化时的严格的数量关系。焦耳的实验表明，自然界的一切物质都具有能量，它可以有多种不同的形式，但通过适当的装置能从一种形式转化为另一种形式，在相互转化中，能量的总量不变。能量守恒定律的建立，对制造第一类永动机的幻想做出了最后的判决，因而热力学第一定律的另一种表述为：不可能制造出第一类永动机。热力学第二定律，有两种表述。德国物理学家克劳修斯的表述为：热量可以自发地从温度高的物体传递到温度低的物体，但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体。英国物理学家开尔文和德国物理学家普朗克的表述为：不可能从单一热源吸取热量，并将这热量完全转变为功，而不产生其他影响。热力学第二定律的两种表述，都揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，使人们认识到自然界中发生的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。热力学第二定律也称为熵增加原理。熵（entropy）这个概念是克劳修斯创造的，是根据热力学第二定律引出的一个反映自发过程不可逆性的物质状态参量，其物理意义是对体系混乱程度的度量。1932年，德国物理学家、量子论创立者之一的普朗克来中国南京讲学，浙江大学教授胡刚复为普朗克担任翻译。在普朗克介绍“entropy”这个词时，胡刚复创造性地将热力学的“火”和数学的“商”组合起来，造出一个新汉字——熵，从此沿用至今。熵增加原理的表述是：在孤立系统中，体系与环境没有能量交换，体系总是自发地向混乱度增大的方向变化，使整个系统的熵值增大。摩擦使一部分机械能不可逆地转变为热能，使熵增加。机械手表的发条总是越来越松，你可以把它上紧，但这就需要消耗一点儿能量，这些能量来自你吃掉的一块面包，做面包的麦子在生长的过程中需要吸收阳光的能量，太阳为了提供这些能量，需要消耗氢来进行核反应。总之，宇宙中每个局部的熵减少，都必须以其他地方的熵增加为代价。因此，整个宇宙可以看作一个孤立系统，是朝着熵增加的方向演变的。在一个封闭的系统里，熵总是增大的，一直大到不能再大的程度。这时，系统内部达到一种完全均匀的热动平衡状态，不会再发生任何变化，除非外界对系统提供新的能量。对宇宙来说，是不存在“外界”的，因此宇宙一旦达到热动平衡状态，就完全死亡。这种情景称为“热寂”。热力学第三定律也有两种表述。其一，绝对零度（T=0K即-273.15℃）时，所有纯物质的完美晶体的熵值为零。其二，绝对零度不可能达到。除上述三大定律之外，还有一个热力学第零定律：如果两个热力学系统均与第三个热力学系统处于热平衡，那么它们也必定处于热平衡。热力学第零定律是热力学三大定律的基础，它定义了温度。因为在三大定律之后，人类才发现其重要性，故称之为“第零定律”。热力学定律所描述的是系统的演化规律及其方向性问题。根据热力学第二定律，对于事物来说，其能量趋于退化，结构趋于解离，万物趋于灭亡，这是一个不可逆的过程，也是一个从有序向无序的发展过程。达尔文的进化论则揭示出生物进化总是从简单到复杂、从低级到高级、从有序程度低的组织到有序程度高的组织进化，即生物世界是从无序向有序发展。由此可见，物理学和生物学所揭示的事物演化过程是两种相反的过程。面对这种局面，比利时物理学家、化学家伊利亚·普里高津发展出耗散结构理论。该理论从热力学第二定律出发，讨论了一个系统从混沌无序向有序转化的机制、条件和规律，回答了开放系统如何从无序走向有序的问题，解决了退化与进化的矛盾。普里高津认为，一个典型的耗散结构即宏观有序结构的形成和保持，至少需要具备三个基本条件：一是系统必须是开放系统，即必须不断地同外界进行物质和能量的交换，孤立系统和封闭系统都不可能产生耗散结构；二是系统必须处于远离平衡的非线性区，在平衡区或近平衡区都不可能从一种有序走向另一种更为高级的有序；三是系统中必须有某些非线性动力学过程，如正负反馈机制等，正是这种非线性相互作用使得系统内各要素之间产生协同动作和相干效应，从而使得系统从杂乱无章变为井然有序。他把这种开放的、远离平衡的系统，在与外界交换物质和能量的过程中，通过能量的耗散和内部非线性动力学机制形成和保持的宏观时空有序结构，称为“耗散结构”，该理论有助于人们理解一个开放的系统是如何从混沌、无序走向规则、有序的，因而具有革命性的意义。一个对象要想在实践中获得存在与发展，必须不断地从外界引入负熵，以抵消对象体内正熵的增加，从而确保对象不断地走向更高层次的稳定有序结构。普里高津也因为此项贡献而获得1977年诺[23]贝尔化学奖。上述热力学的四大定律，可以使我们对热、温度等平时耳熟能详的概念有一个更加深入的理解，从而帮助我们理解能量的概念及其来源；耗散结构理论可以帮助我们理解能量是如何在一个开放系统中进行演化的。能源的概念能源的定义能源的字意是“能量的来源”。广义而言，任何物质都可以转化为能量，但是转化的数量、转化的难易程度是不同的。比较集中而又较易转化的含能物质称为能源，它是在工业革命以后出现的一个日益重要的概念，具体形态是煤炭、石油和天然气等物质形态。在此之前，人类处于自然经济、农耕经济或者畜牧业经济时代，社会生产力的主要动力是人力、畜力以及少量不可控制的自然力，如风力、水力，等等。人力和畜力的能量来源是各种食物，而各种食物都是在太阳的照耀之下产生的。人类除了吃粮食，还吃鸡鸭鱼肉等各类食物，它们也都是在太阳的照耀下产生的。风力、水力本质上源于太阳的能量，煤炭、石油和天然气等物质也都是太阳能量的载体。“万物生长靠太阳”，这是一种基于客观事实的描述。因此，人类社会所依赖的能量来源都是太阳。随着科学技术的进步，人类对物质属性的认识及能量转化方法的掌握也在深化，因此没有一个关于能源的确切定义。关于“能源”一词，《大英百科全书》的定义是：“能源是一个包括所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量。”《日本大百科全书》的定义是：“在各种生产活动中，我们利用热能、机械能、光能、电能等来做功，可利用来作为这些能量源泉的自然界中的各种载体，称为能源。”《中国能源百科全书》的定义是：“能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。”这些定义都表明，能源是一种呈多种形式的、可以转换的能量载体。确切而简单地说，能源是自然界中能为人类提供某种能量形式的物质资源。根据能源的特性，我们可以这样来为能源下一个定义：能源是提供能量的自然资源（如煤、石油、风力）及其转换形态（如电力、热力），以满足人类生产生活的动力需要。能源的分类按照能量蕴藏方式的不同，可将能源分为三类。一是来自地球外部天体的太阳能。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。各类植物通过光合作用形成有机质，从而把太阳能转变为化学能，并在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是很久以前的太阳辐射能形成的，它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能，在短期内无法产生。水能、风能、生物质能、波浪能、海洋能、雷电等也都是由太阳能经过某种方式转换而来的，它们都是太阳能的间接形式。二是地球自身蕴藏的能量。通常指与地球内部的热能有关的能量和与原子核反应有关的能量，也就是地热能和核能。地热能是地球内部放射性元素衰变辐射的粒子或射线所携带的能量，温泉和火山爆发喷出岩浆就是地热能的表现。据估算，地球以地下热水和地热蒸汽形式储存的能量，是煤储能的1.7亿倍。核能是核裂变材料（铀、钍）和核聚变材料（氘、氚）等储存体所蕴藏的能量，即使将来每年耗能比现在多1000倍，[24]这些核燃料也足够人类使用100亿年。三是地球和其他天体相互作用而产生的能量。主要是地球和月球、太阳等天体之间有规律运动而形成的潮汐能。地球是太阳系的八大行星之一，月球是地球的卫星。由于太阳系其他七颗行星或距离地球较远，或质量相对较小，因此只有太阳和月球对地球有较大的引力作用，导致地球上出现潮汐现象。海水每日潮起潮落各两次，这是引力对海水做功的结果。潮汐能蕴藏着极大的机械能，潮差常常达到几十米，这些能量可以通过一些技术平台（如发电平台）来收集和利用。按照能量转化程度的不同，能源可以分为一次能源和二次能源。一次能源（天然能源），指在自然界现实存在的能源，可以直接取得而又不改变其形态，如煤炭、石油、天然气、太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能等，它是未经任何人为处理或转化的能量。其中，煤炭、石油和天然气这三种能源是一次能源的核心，它们作为人类能源的基础，也被称为“精英[25]能源”。二次能源，指由一次能源直接或间接转换为其他种类和形式的能量资源，如电力、煤气、蒸汽、激光、沼气及各种石油制品。按照稀缺性的不同，能源可以分为可再生能源和非再生能源。可再生能源，指自然界中可以不断再生并有规律地得到补充的能源，如太阳能和由太阳能转换而成的水力、风能及生物质能等，它们都可以循环再生，不会因长期使用而减少。非再生能源，指经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源，如煤炭、石油、天然气、核燃料等。它们随着被大规模地开采利用，储量越来越少，总有一天会完全枯竭。按照开发与使用时间的长短，能源可以分为常规能源和新能源。常规能源，指在相当长的历史时期和一定的科学技术水平下，已经被人类长期广泛利用的能源，不但为人们所熟悉，而且也是当前主要的、应用范围很广的能源形态，如煤炭、石油、天然气、水力、电力等。新能源（也称替代能源），指一些虽然古老但只有采用先进方法才能加以利用，或采用最新的科学技术才能开发利用的能源，如太阳能、地热能、潮汐能等。常规能源与新能源是相对而言的，现在的常规能源，过去也曾是新能源；今天的新能源，将来也可能成为常规能源。按照用途的不同，能源可以分为燃料能源和非燃料能源。燃料能源，指可以通过燃烧的方法获取能量的能源，包括矿物燃料（煤炭、石油、天然气）、生物燃料（柴薪、沼气、有机废物等）、化工燃料（甲醇、酒精、丙烷以及可燃原料铝、镁等）、核燃料（铀、钍、氘等）四类。非燃料能源，指可以通过非燃烧的方法获取能量的能源，多数可获取机械能，如水能、风能等；有的可获取热能，如地热能、海洋热能等；还有的可获取光能，如太阳能、激光等。按照对环境影响程度的不同，能源可以分为清洁能源和非清洁能源。清洁能源，指对环境无污染或污染较小的能源，如太阳能、水能、氢能等。非清洁能源，指对环境污染较大的能源，如煤炭、页岩油等。清洁与非清洁能源的划分也是相对的，如石油对环境的污染比煤炭小，但也产生氧化氮、氧化硫等有害物质。资本的概念资本的价值属性在中世纪，“资本”在拉丁语中是指牛或其他家畜的头。家畜一直是当时财富的重要来源，并还有一种“价值特性”，[26]就是它们可以繁殖后代即实现增值。亚当·斯密最重要的贡献，就是发现了劳动分工是提高生产力、积累国民财富的源泉，资本使经济的细化和产品交换成为可能。他将资本定义为“为了生产的目的而积累的资产储备”，资本积累得越多，专业化分工就越有可能实现，社会生产力也就越有可能提高。早在19世纪，英国经济学家麦克鲁德提出，资本是用于利殖目的的经济量，任何经济量均可作为资本，凡可以获取利[27]润之物都是资本。奥地利经济学家庞巴维克认为：“资本是[28]那些可用来作为获取财货手段的产品。”美国经济学家、1970年诺贝尔经济学奖获得者保罗·萨缪尔森认为，资本既是一种投入又是一种产出。早期，资本主要包括三种有形资产：建筑（如工厂和住宅）、设备（耐用消费品，如汽车；耐用生产设备，如机床和卡车）以及投入和产出的存货（如经销商的汽车存货）。现今，无形资本已经越来越重要，例如软件（如计算机操作系统）、专利（如微处理器）和品牌（如可口可乐）[29]等。有形资产是经济的重要组成部分，因为它们可以提高其他要素的生产率。很显然，萨缪尔森这位经济学大师，把资产当作资本了。法国经济学家让·巴蒂斯特·塞耶认为，从本质上说，资本从来都没有物质的实体和形态，因为它不是产生资本的那种物质，而是那种物质产生的价值，而价值是无形的，没有任何实体特征。马克思指出，桌子是用某种物质材料做成的，比如木头，但是，“用木头做桌子，木头的形状就改变了。可是桌子还是木头，还是一个普通的可以感觉的物。但是桌子一旦作为商品出现，就转化为一个可感觉而又超感觉的物。它不仅用它的脚站在地上，而且在对其他一切商品的关系上用头倒立着，[30]从它的木脑袋里生出比它自动跳舞还奇怪得多的狂想”。今天的人工智能，正是给马克思这个超前的天才比喻提供了一个极好的例证。2017年10月26日，沙特阿拉伯授予美国汉森机器人公司生产的“女性”机器人索菲亚公民身份，从而成为第一个赋予机器人公民身份的国家，这个机器人就是由诸如木头之类的物质材料制造的，但她（它）却有了人类的思维功能。[31]这个“剩余价值”究竟会有多大，人类现在还无法想象。索菲亚本身是这样一个“可感觉而又超感觉的物”。资本是一种抽象概念，它必须被赋予某种固定的、可见的形式。亚当·斯密在其《国富论》中指出，资本现象的产生，反映出人类从狩猎、游牧和农业社会，自然地过渡到商业社会的过程。在每一个国家，不仅行业的数量随着控制行业的资源储备（资本）的增加而增加，而且随着行业数量的增加，会出现更多的工作机会。要想让积累的资产成为活跃的资本，使之产生附加值，它们必须以某种特定的方式被固定下来，使附加值得以实现。马克思在《资本论》（第一卷）的开篇便说：“资本主义生产方式占统治地位的社会的财富，表现为‘庞大的商[32]品堆积’，单个的商品表现为这种财富的元素形式。”商品是物，这是没有人怀疑的；商品形成的过程，是一个资本价值传递的过程，因此，从本质上说，“资本”是附着在物上的“灵魂”，它具有一种“魔力”，就是可以提高生产力，创造剩余价值。这是资本的本质属性。在实际经济生活中，资产总是以实物的形态存在（即使诸如知识产权的无形资产，也是要附着在其创造者或拥有者的身上或头脑中才能体现出来），并且通过某种方式和途径转化为资本。这时候，资本就不是某种物了，而是一种社会关系。19世纪法国经济学家西斯蒙第认为：“资本是一种永恒的价值，它可能成倍增长而不会消亡……假如这种价值脱离了将它创造出来的产品，那么不管产品的创造者是谁，它都始终是创造者拥有的一种抽象的、无实体的事物，因为对于创造者而言，这种价值能够以多种形式固定下来。”[33]人们一般理解“货币”才是资本，但货币的根本用途是用来衡量商品的价值，而且货币本身也具有许多形态：金银等不易变形的金属、贝壳、钞票，等等。钞票这种货币形态只是为了资本交换和运输的方便，而并没有特别的含义。亚当·斯密认为，货币“是资本流通的大车轮”，却不是资本，因为价值[34]“不可能存在于这些金属构件上”。资本不是积累下的财产，而是蕴藏在财产中的一种价值潜能，它能够衍生新的生产过程，即可以创造出剩余价值。资本所创造价值的最终形态蕴藏在各种商品之中。马克思在《共产党宣言》中对“资本”给出了最简明的定义：“资产阶级生存和统治的根本条件，是财富在私人手里的积累，是资本的形成和增殖；资本的条件是雇佣劳动。”在马克思看来，剥削雇佣劳动的财富称为资本，更为简洁的说法是：能够带来剩余价值的价值就是资本。我们在理解资本的含义时，采用了马克思的这一思想。试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]