用物理学和人类学解读人类经济行为

作者：@西西河氏唵啊吽

【@中科大胡不归 按：这是我的朋友、物理学博士@西西河氏唵啊吽 写的一系列文章，以物质循环为基础概念，建构了一套完整而深刻的经济思想体系，能用于理解和解释古今中外大量的人类经济现象，非常有启发性和洞察力。在这里郑重推荐大家关注他，以及关注他经常发表的高见。】

物理学篇

经济学家说经济发展了，物资丰富了；但物理学家说物质守恒，不增不减。那么，经济学中的这个物资丰富从何而来？经济学家谈论能源危机，但物理学家说能量守恒，不生不灭。既然不生不灭，何来能源危机？让我们用物理学的观念来理解人类的经济学。

此篇以物质守恒和能量守恒观念开始，然后进入经济学内容。结构上是先阐明物理定律，然后用人类文明历史实证分析，最后再回到现实问题。此篇意在提出一个很重要的经济学的物理框架，在这个框架之下看全球经济和国际政治会更加一目了然。

虽然此篇应用了许多循环经济和可持续发展等研究的成熟的观点，但是，今天学术主流把经济理论作为一级理论，把循环经济和可持续发展看成二级理论，是一级经济理论下的操作问题。而本系列的表述，则把循环经济和可持续发展做为一级理论，用它来解释人类文明经济发展，探讨和解读现实问题，即把物理学和人类学作为一级理论，经济学作为二级理论。

（一）一个物质和能量守恒的世界

直觉来说，物理科学和经济学好像对世界有完全不同的理解。经济学讲创造财富，物理学讲物质守恒；经济学讲能源危机，物理学讲能量守恒。经济学家和政治学家讲创造财富，期待一个物质丰富的人类文明，但是，物质守恒定律说物质是不生不灭的。就是说我们不能无中生有的创造出物质。当我们说创造物质财富时，人类的经济活动是受物质守恒定律制约的。

例如，中国2002年生产的粮油糖钢煤水泥等原材料为30亿吨，若按7％增长率，而且经济增长按产品重量来度量的话，到2386年中国年产量就超过地球重量。(1.07)^384 = 1920亿。这就是我们要问的问题，什么叫经济发展？物质丰富就是经济发展吗？如果是的话，地球这么点物质还不够人类发展几百年。

能量守恒定律说能量是不会减少的，能量只是从一种形式转变为另一种形式。但能量守恒定律并不能解决人类面临的能源危机。能量虽然守恒，但会耗散为难以被人类利用的形式，甚至转变为有害的能量，如全球变暖。从这个角度来说，人类发现新能源，实际上只是驾驭了以前不为人类控制的能量转变过程而已。

(二) 地球上的物质循环和能量耗散

我们地球上用的能量有很多种，如地热、潮汐能和放射性能量等等。但与地球生物圈息息相关的主要是太阳能，也是我们用得最多的能量。煤和石油都是以前生物界通过光合作用储存下来的太阳能。水电是太阳辐照蒸发海洋的水形成大气水循环产生的。所有动物肌肉产生的能量，都依靠植物光合作用摄取的太阳能。所以，作为零级近似模型，我们在下面只考虑太阳能，这是与迄今为止的人类经济最相关的能量。只有以后人类掌握了可控核聚变，对太阳能的依赖才可能结束。

物质和能量的关系在于运动，而驱动地球上物质运动的就是太阳能（零级近似）。运动的物质是能量的载体，能量是物质运动的驱动力。我们可以把地球近似地看成一个物质封闭的体系，即没有什么物质跑出地球以外，也没有什么物质从天外跑进地球来，那么这种物质运动就一定是循环运动，这运动的形式就是太阳能在地球耗散的过程。这里讲的运动，是广义的运动，即不只是机械运动，还包括化学和生物等其他运动形式。这样，地球就是一个近似的物质封闭而能量开放的系统。

如果太阳能射入地球后又没有辐射出去，地球的内能就会越来越多，如果这部分能量变成热能，地球就会越来越热。所以，如果地球是稳定状态，长期平均来说应该是进入地球的能量与地球辐射到宇宙空间的能量相等。太阳能辐射进地球，驱动地球内的物质循环运动以后，又变成红外辐射出去，这整个过程是能量守恒的，这个过程我们称之为耗散过程。入射到地球的太阳能是六千K的高能辐照，从地球辐射到太空的是低能量的红外辐射。能量是守恒的，但是能量从高能量运动形式经过地球耗散变成了低能量的运动形式。

最直观的一个物质循环是大气水循环。另一个是植物光合作用的新陈代谢与动物新陈代谢相互形成的碳循环：动物吸收植物中的碳水化合物，呼出二氧化碳，再由光合作用回到碳水化合物。

生态食物链是能量耗散的经典图像之一。能量被光合作用吸收为植物分子的化学能，然后通过生态食物链在生物圈中耗散，最后以体温形式辐射回宇宙。

地球上物质是有限的，但由于物质循环，物质对人类产生的效用是无限的，如我们消费粮食，可以经由碳循环再消费第二次，第三次，以至无穷。条件之一是不要破坏这一循环，循环断了，就会产生污染，就减少了人类可利用的财富。

           在地球是物质封闭能量开放的模型中，物质循环和能量耗散是一个过程的两个方面，没有脱离物质循环的能量耗散，也没有脱离能量耗散的物质循环。

这个简化的模型中，地球内太阳能耗散的过程就是许多物质的循环运动。按照这个模型，人类经济活动，就在于使得这一能量耗散过程产生更多的物质循环，维持这些物质循环，并将这些物质循环纳入人类社会活动中，使得人类活动介入到更多的能量耗散过程环之中，使得人类社会成为这些物质循环的链节之一。

（待续）