最近,有一个重要的概念引起人们的广泛关注,并频频出现在新闻媒体上,它就是“科学的发展观”。
谋求发展,是一个全球性的主题。发展是硬道理,发展是人民的共同愿望。然而,我们究竟怎样才能求得发展?多少年来,人们考虑得较多的因素,是如何获得足够的资金、资源、知识、技术、人才,以及有一个和平、安定、团结的环境等等。那么,一旦这些条件都具备了,我们是否就可以一马平川,将发展和增长的曲线无限地向前延伸?
情况并没有如此简单。发展是硬道理,但也是一道永恒的难题。在我们这个共和国发展的历程中,曾有过数次因发展观上的幼稚甚至无知,而导致发展的挫折、失利,如“大跃进”、“文革”。 事实教育了我们,发展是一门综合性的科学,有着极深奥的道理。发展决不是胡来,决不是主观臆想。发展更不是靠索取、掠夺自然所能谋求的,它既不等于商人钱袋的膨胀,也不是政客手中筹码的增加。发展是一种崇高的责任。既是对现在负责,也要对未来负责;既要对自己负责,还要对别人和后人负责;既要对局部负责,更要对全局负责。因此,发展是一种道德、一种智慧、一种理性、一门科学。将“发展”加上双重定语:“持续” 和“可”,就将发展纳入了这种理性的轨道。可持续发展,正是人类在同时尝到了发展带来的喜悦和烦恼,经历了深刻的反思以后,做出的一种理性化的抉择。可持续发展是一种新的发展观,但其观念形成是吸收了人类文明的许多思想文化财富后的结晶。其中,我们不能不提到“熵定律”,这一自然科学理论对人类思维和社会发展观带来了深刻影响。
熵,英文Entropy。1865 年,物理学家克劳胥斯在著名的热力学第二定律中首先使用这个概念。克劳胥斯的热力学第二定律是这样表达的:热量总是从高温物体(系统)传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体。克劳胥斯用熵来定量地表达这个定律,即在孤立系统内,系统的熵总是增加的。因而热力学第二定律也称为熵增加定律。
在日常生活中,我们处处可看到热力学第二定律在起着作用。如果我们把一杯开水置于室内,它的热量就要向四周散发,直至开水的温度降到与室内的温度一样,这一热量交换的过程才会停止。而已散发在室内的热量,却不可能自动地重新聚集到杯中,使水再次沸腾。同样,一滴蓝墨水可以均匀地散布到一杯清水中,但这杯浅蓝色的水不可能自动复凝成一滴墨水。这种开水散热和墨水扩散的现象,都表明:如果把房间和杯子看作一个孤立系统,则热分子和颜色分子的运动,总是从原来集中、有序的排列状态,趋向分散、混乱的无序状态。
我们在大自然中更是到处能看到这种从有序向无序转化的自发过程。嵯峨雄伟的高山,在长年的风化作用下,逐渐变成堆堆砂砾乱石。婀娜多姿的百花,最终也要“零落成泥碾作尘”。林黛玉的一曲“葬花”词,令多少人泪落纷纷,然而花开花落,乃是无序和有序之间的转化,这正是熵定律在起着作用,所谓“无可奈何花落去”,愁又能奈何?难怪人们常说,覆水难收,破镜难圆。可见,早在古代,人们对自然界、社会界中存在着的熵定律,其实就有一种朴素的理解。
热力学第二定律认为,当熵在一个系统内达到最大时,这个系统就进入能量平衡状态。这时,系统内再没有自由能量来进一步作功,整个系统就呈现出一种静寂的状态。一个不再有能量交换的房间、一杯墨汁已均匀扩散了的水,就都处于这种平衡状态。随着能量交换的进行,总会有一天,我们的世界、宇宙,也会像那个房间和杯水一样,最终进入平衡状态,从而出现所谓的“宇宙热寂”。这时,世界处于一片混乱和无序之中,再也没有温暖明媚的阳光、清新扑面的微风、波涛起伏的海浪。自然,生命更将不复存在。
尽管对于我们大多数人来说,这是常识难以想象的图景,但常识毕竟是有限的,人们应该认识常识以外的世界。对于常识来说,我们生活的这个世界,高山流水、大海涛波、阳光和煦、万物茂盛,我们有万世不竭的能源,取用不尽的资源。尽管我们已知道,煤、石油等矿物资源在地球上是有限的,但氘氚等热核燃料,却近乎于无穷。即使地球上的资源枯竭了,人类也可以向太阳系的其它行星移民,以继续把地球上的美好生活,在别的星球上延续下去。然而,这毕竟只是一种幻想中的将来。我们面临的严峻现实,是地球上的熵,正在不断增加。尽管世界最终是否会走向“热寂”,现在尚难以想象,但就地球这个“孤立系统”而言,资源的不断减少、环境的日益恶化,不能不使我们感到“熵定律”已在悄悄地起着作用,并实际上主宰着我们这个世界。何况在茫茫宇宙之中,我们这颗蔚蓝色的星球,目前还真是一个“孤立系统”。在我们能找到另一处“球外文明”,并能实现大规模的星际移民之前,我们必须认真地考虑“只有一个地球”这一现实。为此,必须改变我们的一些传统观念,包括传统的认识论和发展观。
过去,根据热力学第一定律,我们认为虽然所有的物质能量都是守恒的,既创造不出,也毁灭不掉,但可以被转化,那么我们就能通过这种转化获得永世不竭的物质和能源的享用。而第二定律打破了这种幻想。因为从总体上说,物质和能量只可作单方向的转化,尽管我们可以在局部范围内变废为宝,化无用为有用,但这种转化仍是以整个系统熵的增加为代价的。从这个观念出发看问题,许多观点需要重新加以审议。
我们一直认为人类的劳动创造了价值,是劳动使自然之物从“无用”变成“有用”。人类从地下开采出矿石、燃料,制造成各种机械、器具,构成了现代文明的物质基础。因此经济学家认为任何物质只有加进人类劳动以后,才不会被看作无用之物,才具有价值。为此提出了“劳动价值论”,认为价值就是凝结在商品中的一种人类劳动。我们过去总认为,阳光、空气、水和土地、山岭等等未凝结人类劳动的自然之物,是不具有价值的。只有当从山岭中开采出矿石、冶炼成金属材料、加工制造出各种设备器械,从土地上栽培出水稻小麦等作物,用水浇灌了农田、发出了电……才会产生价值。根据这个观点,在统计一个国家的财富时,一直采用国民生产总值的指标,人们总认为,国民生产总值越高,一个国家就越富裕,人们的生活水平就越高。然而,人们却没有考虑到,我们在开采矿石、生产粮食、加工食品的过程中,得同时耗费别的物质和能量。部分能量被吸收进了产品,而还有不少能量则浪费掉了。实际上,经济过程的阶段越多,能量丧失得就越多,熵也增加得越多。
人们应该知道,地球上的许多资源,在被消耗、破坏以后,是无法再生逆转的。最明显的例子就是土壤资源。土壤是人类的母亲。地球在亿万年的长期演化进程中,才在自己的表面形成了这一层能滋生万物、养育生命的土壤。土壤似乎最平凡、最不起眼、最价廉,然而,如果没有土壤,我们焉能生存。皮之不存,毛将焉附?土壤就是地球的皮肤,人和生命万物都是依附在地球皮肤上的毛发。所以,土壤实际上是最了不起、最有价值、最珍贵的生命载体。“苞物众者,莫大于天地”。
然而,现在土壤被污染、破坏、流失的状况正日趋严重。据保守的统计,全世界每年就有250亿吨的土壤在流失。这个速度还在加快。在美国1.65亿公顷耕地上,每天就有约1000 万吨表土层被水冲掉或风刮走。大自然把岩层和有机物风化成土壤是一个慢慢的长期历史过程,而要恢复丧失的土层则是不可能的,这基本上是一种不可逆的进程。假如能产生逆转,那么要恢复1英寸表土所需时间,将不会少于1000年。实际上,这是很难再做到的。
土壤的被污染,其危害性则更严重。现在,人们常采用污染搬家的办法,将污染严重的企业搬迁到农村,将污水随意排放到河流、农田,以为可以被水体和土壤稀释、自净。其实,土壤一旦吸收了有毒物质,就很难再将它们除去。于是,在这些被污染了的土壤上所生长的农作物,就会不同程度地含有有毒物质。在所有的环境污染中,最难治理的,就是土壤污染。因为这是一种分散的、无序性很强的污染。污染,就是熵的同义词;无序,则是熵的增加。大自然通过漫长的演化进程,才形成了这一井然有序的世界。有序,是世界一切财富的渊源。我们不能恣意地将有序变成无序,挥霍“有序”这一不可能再生的财富。
正因如此,随着可持续发展思想的提出,人们现在提出了衡量一国经济水平的新统计指标,即净国民生产总值(NNP)的概念。它在计算一个国家和地区的经济成就时,要求将环境退化、资源亏损以及其它负面效应造成的经济损失从国民生产总值中扣除,从而得到真正具有进步意义的国民生产总值。世界银行在1995 年也采用了一套新的统计方法,来计算各国的实力。这套统计方法包括三个方面:一是自然资本,即土地、水源、森林、地下矿藏等;二是产出资本,包括机器、工厂、建筑、产品等;三是人力资本,主要涉及人的教育程度、营养状况等所具有的价值。
城市的可持续发展,也同样应引入熵的观念。与广大的农村地区相比,城市更具有“孤立系统”的特点。实际上,城市就是一个相对独立的生态系统。在这个城市生态系统中,物质-能量流具有自己独特的规律。譬如,其流动、转换的频率和速度十分迅速,一切都是那么来去匆匆、倏忽即逝,然而其运动变化的空间范围又比较局限。因而,在城市系统中,熵的增加更趋明显。在高度秩序化的大城市中,所产生的无序也要比别的地方更多。现代大城市越来越多地依赖于现代技术的应用,四季如春的空调、出门就有汽车、随身携带的手机,它们在给人们带来诸多方便的同时,也给周围环境带来了更多的废气、噪声、电磁波等污染。我们认为现代技术能给人们带来更多的方便、给世界带来更多的秩序,事实却是相反。熵定律告诉我们,每当一定的有效能量被消耗掉,周围环境的混乱就会增加。城市现代化的程度越高,有效能量就耗散得越多,城市的熵值就越高。实际情况是,少数人所享受到的便利和舒适,往往是在多数人做出牺牲的前提下获得的。最典型的例子,莫过于空调在给享用它的人带来凉爽的同时,却给周围邻居带来了热污染。每年夏天,这样的邻里纠纷频繁发生。类似的例子还很多。高层建筑的玻璃幕墙,在为建筑物增添美的同时,给周围带来了光污染;小轿车的增多,在给乘车人带来便捷和舒适的同时,造成了交通的堵塞和尾气的污染,给更多的普通市民造成了交通的不便和呼吸的损害。一切都是有代价的。我们竭力把一切活动技术化、秩序化,结果只是加快了能量的转化和熵增大的过程。而随着环境的熵值已经很高,要维持与创造新的秩序,所花费的代价,也就越高。这不正是大城市所遇到的一个通病吗?
我们建立了巍峨的高楼大厦,使城市不断地向高空发展,为此拆除了一幢幢旧建筑、一条条旧街道,甚至一棵棵绿树,使城市增添了宏伟的现代气魄。然而,我们却同时营造了一座现代城市沙漠。到处是水泥的森林、钢筋的山峰,没有绿色,没有湿地。夏季“热岛效应”,冬季日照减少,春季缺少花草和百鸟,秋季是光化学引起的“雾岛效应”。生活在这样一个都市环境中的居民,哪里谈得上生活环境的现代化?这种剥夺基本生存条件的所谓“城市建设”,其实质却是一种典型的“建设性破坏”我们必须建立“低熵值”的城市发展模式。现在,世界上许多国家实际上都已摒弃了过分强调集中、求高和求大的城市发展模式。
美国的纽约是高楼大厦最集中的城市,然而它的种种“大城市病”也表现得最为突出。没有阳光、汽车成灾、空气污染,这就是每一个初到纽约的人的感受。难怪有人形容纽约“既是天堂,又是地狱”。纽约作为20世纪大城市的典范,已落伍于面向21世纪的城市发展趋势了。21世纪的大城市,将不再以高楼林立、高架纵横作为自己的形象标志。她更注重于城郊结合、生态建设,尽可能地保持与大自然的协调和谐。21世纪,这样模式的城市将会越来越多。
如果说,20世纪出现的是一个全球性的城市化高潮,许多原来的乡村走向了城市化,那么21世纪将出现的是城市乡村化趋势。乡村化的城市,将是21世纪现代城市的形象。这一趋势目前已经出现。在美国最著名的电子工业基地硅谷,许多称雄全球的大公司,极分散地座落在高速公路两边的绿树荫中,尽管这里是一座名副其实的高科技电子城,但仍不脱一片乡村的田野风光。从纽约曼哈顿到圣地亚哥的硅谷,就反映了这样的一种城市发展趋势一一回归自然,从高熵型城市走向低熵型城市。
我们已跨入了一个新的世纪,人类在获得巨大的技术进步和物质成就的同时,也正遇到了越来越大的发展困惑:我们如何应对日趋严重的生态、环境问题。为此,我们必须反思自己的行为。正因如此,被科学家发现已有一个多世纪的熵定律,才超越了热力学的范围,引起了今人的广泛重视。这又一次地证明,自然科学理论对于科学界以外的人们,也会有重要的思想、观念和方法上的启示。科学的发展观要求我们,应从导致熵增大的传统发展模式,转向保持低熵度的发展模式,从高熵社会走向低熵社会。否则,“如果人类执迷不悟,那么他们将遭到以往哪些没有完成过渡的生物种类所遭受过的命运。生命路途中灭绝了的生物种类比比皆是,而在长长的灭绝者名单上再添上一位,并不是太难的事。”这段警言式的话,也许并非是危言耸听。