主题：【原创】唯物主义历史规律的结束与共产主义的兴起（上——火星人看地球）2 -- 马前卒

十二 工业革命

工业革命对世界经济的冲击是定居农业社会出现以来最大的一次，以作者的想象力而言，恐怕今后1000年内也不会再有能与之相比的经济事件，这是因为工业革命彻底改变了人类经济的物理基础。要理解这一事件，我们必须从最基本的物理层次分析经济活动。（考虑到大部分读者的文科背景，本节可能略显拖沓，请读者见谅）

生物生存需要消耗什么？我们习惯于把空气、水、空间、食物等基本条件列出来做答案，不过，从物理学的角度来看，这些东西都没有被真正消耗。物质不灭定律保证了氧气、水和食物的原子只是经过生物的身体，以另外一种方式被排出体外；即便有一部分留在生物体内成为生物的组成部分，这些物质也会在生物死后被分解，返回自然界，因此，物质没有被消耗。至于空间，本身不生不灭，自然也不会被生物永久占用。

物质和空间都不会被真正消耗，那么能量似乎是一个合适的候选者。食物在我们的身体里被氧化，放出化学能，供我们消耗和制造下一代，排出的物质要比吃进的食物少了不少化学能。要把生物排出的各种原子重新组合成原来的食物、水和氧气，无论是通过自然生物生长过程（如把粪肥送到田里，动物的尸体在野外腐烂）还是工厂式循环（目前限于航天项目）都必须与其他能量相结合（太阳能或化石能源 ）。因此，一般的说法是包括人类在内的所有生物要消耗能量而生存。

但读者应该记得还有一个能量守恒定律。能量和物质一样，无法被消耗，只能在不同的形式之间转化。食物在体内产生的化学能最终变成热能回到自然界，而不是去了另外一个宇宙，因此，说生物消耗能量而生存也是不合适的，能量只是在我们的身体里经过。当然，已经耗散到自然界的热能不会自发地重新变成可利用的能量，能量和能量之间似乎还有分别。为了搞清楚生物究竟消耗什么，必须引入一个常用物理量：熵。

熵的热力学定义是焓（可以简化的理解为热能的变化）对温度求导，不过读者没必要去研读热力学以弄清这些概念，只要记得是熵是衡量混乱程度的物理量就够了。在任何封闭系统中，熵，也就是混乱程度总是不断增大的，只在最混乱的情况下才会维系不变。比如：你把食盐和花椒放在一起，那么任何对这个混合体的随机触动都只能让黑白两种颗粒更彻底的混合，直到达到一种近均匀分布状态，也就是最高熵状态。如果我们拥有温度不同的两桶水，我们可以通过温差发电来获得有用的能量流，但一旦两桶水完全混合，虽然总热能依然不变，均匀分布到两桶水的能量却无法再被利用了。其实最简单的例子是打开一罐压缩空气，让原来集中在一个小空间的空气分子分散到整个外部空间，原本可以用来推动风车或活塞的空气密度差消失了，空气泄出时排挤外部空气会产生热能，但我们不可能把这些耗散到整个空气的热能收集起来作功了。由以上的例子，读者应该看到一个简单的规律：我们只能利用那些混乱程度低的有序能量，达到最高熵的能量是无法利用的。利用能量的代价是能量（或者说含有这些能量的物质）的混乱程度增加，即熵的增加。