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自然资源会在2075年前耗尽?如何保护自然环境 延缓地球熵增?

2020-11-26 11:30:01
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人类的衣食住行以及文明的发展与进步,都依赖于地球的自然资源。

对于单个人而言,地球太大了,所以很容易产生一种错觉,那就是地球资源取之不尽用之不竭,但事实上完全不是这样,早在2000年的时候,世界自然基金会和联合国环境计划署就联合发表过一篇报告,这篇报告中所列举的一个数字,足以让很多人大跌眼镜。这篇报告指出“如果人类依照目前的速度继续消耗资源,那么地球上的自然资源将会在2075年耗尽”。

我们不去探讨这个数字的准确度以及这个数字是如何得出的,无论这个数字是否准确,它都向我们揭示了地球资源所面临的严峻形势。那么自然资源的过度消耗的本质原因是什么呢?这种情况的出现是必然的,还是可以避免的呢?我们要从生物对于能量的需求说起。

任何生物想要生存就必须要消耗能量,而摄取能量的目的是为了抵抗身体的自然熵增。

熵代表了系统的无序程度,在一个孤立系统中,从有序走向无序是一个必然的过程,随着熵值增至最大,系统也就变得彻底无序,于是整个系统彻底覆灭。对于生命体而言,熵值增至最大也就代表了死亡。为了抵抗熵值的增加,生命体必须不断从外界摄取低熵,以维持自身的存活,这就是生命需要从外界摄取能量的根本原因。

那么什么是能量呢?对于地球上所有的生命形式而言,唯一的能量来源就是太阳。食肉动物通过吃掉食草动物来获取能量,而食草动物又通过吃掉植物来获取能量,而植物则通过吸收太阳光来进行光合作用获取能量,可见,追根溯源,所有生命的能量源头就是太阳。

如果生物可以毫无耗损地将能量层层传递下去,那么生命便可以与自然实现完美的融合,环境问题也将不复存在,可事实上并不是这样的。

生命对于能量的传递效率是非常低的,还是从植物开始,植物并不能够将所吸收的全部太阳光都转化为自身的能量,能够通过光合作用转化为能量的部分其实非常有限,大部分的能量都会悄无声息地损失掉。接下来食草动物吃掉植物,它们同样无法吸收植物所提供的全部能量,植物中的能量只有10%-20%的部分被食草动物所吸收,而其余的能量全部以热量的形式消散在了环境之中。之后,食肉动物又吃掉食草动物,同样,能量的传递还是只有10%-20%,其余的能量仍然以热量形式消散了。比如一只狮子每年所消耗掉的食物,背后可能是数千吨的青草。

能量传递中的耗损与生态环境之间到底有着怎样的联系呢?

所有生命的能量之源都是太阳,阳光虽然是取之不尽的,但只有阳光,植物是无法生长的,植物的生长除了阳光以外还需要吸收水分以及土壤之中的矿物元素,而这些都是有限的,大量的不可再生资源在能量传递的耗损过程中被白白消耗掉了,所以我们可以这样理解,在生物摄取能量抵抗熵增的同时,环境的熵值却在随之增加,也就是说生物对自身生命的维持是建立在环境熵增的基础之上的,而且从能量传递的过程可知,越是高级的生命形式对于环境的消耗就越大,生命的进化和发展与环境的污染和破坏是相辅相成的。

而人类作为高等智慧生命,在文明发展的过程中,需要从环境中摄取更多的能量,所以环境无序化程度也就变得越来越快了。

既然生物的熵减是建立在环境的熵增之上的,那么是不是说就没有办法保护环境呢?当然不是。

从总体上来讲,环境的熵增是一个不可逆的过程,但是我们却可以延缓环境的熵增,这就是对环境的保护。而要在保证发展的前提下延缓环境的熵增,就必须要提高自然资源的使用效率,比如自然资源的消耗会产生废物,而这些废物进入环境之中就会使环境的熵值增加,如果我们能够提高资源的利用效率,就能够减少废物的排放,也就等于减缓了环境的熵增。

另一方面,地球并不是一个绝对孤立的系统,我们可以从地球以外摄取能量,以减少地球资源的消耗,比如太阳所带来的光能、引力所带来的潮汐能等等,随着科学的进步,未来人类还可以直接从外星球获取资源,这样地球就会变为一个开放式系统,覆灭也就不是它必然的结局了。

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