01 人类所面临的最大挑战

铝的教训

加伊乌斯·普林尼·西塞留斯·塞坤杜斯（Gaius Plinius Cecilius Secundus），常被人们称为老普林尼或大普林尼（Pliny the Elder），在公元23年出生于意大利。老普林尼是罗马帝国初期的海军和陆军司令，后来又成了一名作家、博物学家和自然哲学家。在他的著作当中，最著名的是《自然史》（Naturalis Historia，也译为《博物志》）。《自然史》包罗万象，是一本百科全书式的巨著，总共有37卷。这部巨著的内容上至天文、下至地理，其中有1卷是关于宇宙学的，1卷是关于农业的，1卷是关于魔术的，4卷是关于世界地理的，9卷是关于动植物的，还有9卷是关于医药的，最后几卷是关于矿物学的。在其中的第35卷《地球卷》中，老普林尼讲述了一个故事，一个金匠向古罗马皇帝提比略（Tiberius）进献了一个不同寻常的餐盘的故事。

这个盘子真是一件令人目眩神迷的绝妙的东西，它是用一种全新的金属制作而成的，质地很轻，闪闪发光，几乎与银一样亮。这个金匠声称，制作盘子的金属是他从普通的黏土中提取出来的，当然，他采用了一种神秘的技术，而这种技术只有上帝和他知道。金匠没有料到的是，这个皇帝是罗马最伟大的统帅之一，他是一个战争狂，征服了今天欧洲大陆的大部分地区，并在这个过程中积聚了大量的黄金白银；他同时也是一位财务上的行家里手，因此他很清楚，如果人们突然之间都转而青睐于这种闪闪发亮的新金属，而不再喜欢黄金，那么他的财富将会严重缩水。“因此，”老普林尼在书中写道，“提比略并没有给这个金匠预期的奖赏，而是下令将他斩首了。”

这种闪闪发亮的新金属就是铝。毫无疑问，这个金匠成了无头冤魂是全世界的损失，直到差不多2000年之后，铝才被再次发现，那已经是19世纪早期了。在那个时候，铝仍然非常稀少，被认为是世界上最有价值的金属。在拿破仑三世为暹罗国王举办的一个宴会上，只有贵宾才有资格使用铝制餐具，而其他的宾客则只能使用黄金制作的餐具。

铝之所以如此珍贵、罕见，归根结底是因为其化学提炼过程极为复杂。从技术上讲，铝元素仅次于氧元素和硅元素，是地球上蕴藏量最丰富的第三大元素。铝元素的总重量达到了整个地球重量的8.3%。今天，铝已经变得非常便宜了，它随处可见，在许多人看来，这是一种可以随用随弃的东西。但是，拿破仑三世的宴会却证明了事实并非总是如此。由于铝是一种高度亲氧的元素，在自然界中从来没有发现过纯金属铝。铝元素通常都与其他元素紧密地结合在一起，以铝氧化物和铝硅酸盐的形式存在于一种叫做铝土矿的黏土状的矿物当中。

虽然铝土矿的含铝量达到了52%，但是，从中分解出纯铝却是一件十分复杂而难度又极大的工作。不过，在1825—1845年间，汉斯·克里斯蒂安·奥斯特（Hans Christian Oersted）和弗里德里希·维勒（Friedrich Wohler）发现，高温加热无水的氧化铝与钾汞齐，然后通过蒸馏作用除去汞，留下的“残渣”就是纯铝。在1854年，亨利·圣–克莱尔·德维尔（Henri Sainte-Claire Deville）首次实现了萃取铝的工业化生产，使生产成本下降了90%。即便如此，在那时，铝仍然价格不菲，而且供货量极少。

在1886年，美国化学家查尔斯·马丁·霍尔（Charles Martin Hall）和法国人保罗·埃鲁（Paul Héroult）几乎同时独立地发现了一种全新的突破性地提炼铝的技术——电解法，从而改变了一切。霍尔–埃鲁电解法就是现在为我们所熟知的生产电解铝的方法，即利用电力把铝从铝土矿中分解出来。突然之间，世界上的每个人都有可能大量获得这种廉价的、轻便的、柔韧性极好的金属材料了。

在这个故事当中，除了倒霉的金匠被砍头这个情节之外，其实也没有发生什么不同寻常的事情。在人类历史上，类似的故事随处可见：原本非常稀有的某种资源，一旦找到了某种革新的方法，就变得十分丰富了。道理其实非常简单：事物的稀缺性是依赖于环境的。试想一下，假如有一棵硕大无比的橘子树，树上挂满了橘子，当我把较低处的橘子都摘光时，我就摘光了我所能够得着的地方的所有橘子，那么，受我目前能力所限，橘子对我来说就变成一种稀缺资源了。但是，如果有人使用了一种新的技术，发明了梯子，那么，突然之间我又能摘到更高处的橘子了，这样问题就解决了。由此可见，技术是一种解放资源的机制，它可以把过去相当稀缺的资源变得十分充裕。

在这里，不妨再展开说一下，让我们来看看那个经过精心规划的马斯达尔城（Masdar）吧。如今它正在建设当中，由阿布扎比未来能源公司（Abu Dhabi Future Energy Company）承建。这个新城紧邻阿拉伯联合酋长国阿布扎比市，外围有炼油厂和飞机场，将会有5万居民入住，另外，还将会有4万人在那里工作。根据规划，马斯达尔城将达到零废物、零碳排放的标准。在这个城市里，将不允许任何一辆汽车行驶，也不允许燃烧任何矿物燃料。在欧佩克组织（OPEC）内，阿布扎比是第4大石油生产地，它的石油储量占目前所探明的全球石油储量的10%。《财富》杂志曾经把阿布扎比称为世界上最富有的城市。所有这一切都使这件事情变得十分有趣：石油大国阿拉伯联合酋长国愿意花上200亿美元来建造全世界第一个后石油时代的城市。

2009年2月，我去阿布扎比进行了实地探访，发现它确实非常有意思。到达那里不久，我就离开了我所入住的酒店，跳上了一辆出租车，直奔马斯达尔城的建筑工地。我原本以为这会是一次时光之旅，我所入住的酒店是酋长国宫殿酒店，它是迄今为止全世界最昂贵的酒店之一。据我所知，极少数的人愿意花费11500美元（有些人的预算跟我是很不一样的），在这个酒店里包一个镀金的套房，住上一晚。而在1960年发现石油之前，阿布扎比一直都只是一个由游牧者和潜水采珠人所组成的城市。当出租车经过了一个上面写着“欢迎来到未来之城马斯达尔”的标牌时，我才明白我已经来到了“未来之城”马斯达尔。我当时还在幻想，在全世界第一座后石油时代的城市里，我应该能够看到类似于在《星际迷航》中看到的场景。但是，我所看到的却是一片贫瘠的沙漠，上面停着一些建筑拖车。

在参观期间，我有幸见到了杰伊·威瑟斯彭（Jay Witherspoon），他是整个工程的技术总监。威瑟斯彭向我介绍了他们所面临的一些挑战，并解释了造成这些挑战的原因。他说，建造马斯达尔城是基于这样一个理念，即所有人都“生活在同一星球上”（One Planet Living，简称OPL）。威瑟斯彭解释道，如果我要想理解“生活在同一星球上”的真正涵义，那么我必须明白以下三个事实：第一个事实是，目前人类对地球的自然资源的使用已经过度了，超出了资源更新能力的30%；第二个事实是，如果地球上的每个人都想过上一般的欧洲人那样的生活，那就需要3个地球来提供资源；第三个事实是，如果地球上的每个人都希望像一个普通的美国人那样生活，那么要满足我们的愿望，则需要5个地球。“生活在同一星球上”是一个全球性的倡议，旨在缓解地球资源短缺问题。

“生活在同一星球上”的倡议是由百瑞诺发展集团（BioRegional Development，又译为生命区域发展集团或生态区域发展集团）和世界野生动物基金会发起的，它由10个核心原则组成。这些原则涉及的范围非常广泛，从保护本土文化到研发可持续发展的原材料都有，但是从根本上说，它们的核心无非是人们必须学会如何共享资源。

马斯达尔城项目是有史以来最昂贵的建设项目之一。在建中的这座城市是为了后石油时代而设计的，在未来，石油将会短缺，水资源也将极度缺乏。但是，资源的丰缺在一定意义上是相对的，这正是铝的故事给我们留下的教益。

即使有朝一日这个世界上完全没有了石油，但是，马斯达尔城仍然将沐浴在明媚的阳光当中。阳光是非常充足的。现在已经测定，到达大气层的太阳能总计高达174拍瓦（1拍瓦即10¹⁵瓦）——误差最多上下浮动3.5%。在这些太阳能中，大约有一半到达了地球表面。目前，人类每年消耗掉的能源大约为16太瓦（1太瓦即10¹²瓦，这是根据2008年的数据计算出来的），然而，每年照射到地球表面的太阳能为这个数字的5000多倍。在这里，我们再一次认为并不存在短缺问题，而只存在一个如何利用的问题。

此外，就水资源短缺的问题而言，马斯达尔城坐落于波斯湾地区——那里有丰富的水资源。而地球本身就是一个水星球，地球表面有70%的地方都覆盖着海洋。只不过这些海洋里的水，跟波斯湾里的水一样，含盐量太高，不适合人类直接消费或者用来灌溉农作物。实际上，地球上的水，97.3%都是咸水，短缺的只是淡水。那么，未来的淡水又从哪里来呢？道理是一样的，既然新的技术能够轻易地把铝从铝土矿中分离出来，那么在不久的将来，人类为什么不能发现某种能够淡化海水的新技术呢？那样的话，马斯达尔城又岂会缺水呢？

因此，要点在于：当我们从技术的视角来看待问题时，真正短缺的资源是很少的，真正的问题主要是如何利用资源。可惜的是，占据主流的观点仍然是：人类正面临着资源短缺的威胁。

增长的极限

当人类第一次出现在地球上时，资源短缺便一直是许多人关注的一个大问题，但是，这个问题的当代表述——许多时候它被称为“稀缺模型”，可以追溯到18世纪晚期的时候。在当时，英国学者托马斯·罗伯特·马尔萨斯（Thomas Robert Malthus）意识到，粮食产量是以线性形式增长的，而人口却是以指数形式增长的。有鉴于此，马尔萨斯确信，总有一天，人类将会无力养活自己。正如马尔萨斯所说：“人口增长的速度必然远远高于地球所能为人类提供的生活资料的增长速度。”

自此以后，许许多多的思想家不断地重复这种观点。到了20世纪60年代初，社会上似乎出现了某种共识。1966年，马丁·路德·金（Martin Luther King，Jr.）指出，“现在的人口过剩如同瘟疫一样，但是这种瘟疫与欧洲中世纪的瘟疫或者那时流行的疾病是不一样的，那时人们对这些瘟疫和疾病一无所知，而在今天，人口过剩问题是可以通过我们目前所掌握的方法和我们所拥有的资源来解决的”。两年之后，斯坦福大学的生物学家保罗·埃利希（Dr.Paul R.Ehrlich）出版了他的著作《人口爆炸》（The Population Bomb），为人类的过度繁衍拉响了更大的一个警报。不过，向全世界发出警告，并让人们相信人类的危机将会进一步加深的，则是于1968年召开的一个小型国际会议。

在那一年，苏格兰科学家亚历山大·金（Alexander King）和意大利实业家奥莱里欧·佩切伊（Aurelio Peccei）把许多当时世界上顶尖的、来自各个学科领域的思想家召集到了罗马的一幢小别墅里，召开了一次会议。这个小团体很快就以“罗马俱乐部”（Club of Rome）闻名于世。罗马俱乐部的成员们聚在一起，不仅讨论了人类在短期内所面临的一些难题，还探讨了人类的长远发展问题。

1972年，他们发表了作为那次讨论的结果的研究报告——《增长的极限》（The Limits to Growth）。《增长的极限》迅速成了经典，一下子就卖出了1200万册，还被翻译成了30多种语言，几乎所有阅读过它的人都被吓到了。系统动力学的奠基者杰伊·弗瑞斯特（Jay Forrester）还特地为罗马俱乐部开发了一个模型，可以用来对世界人口增长率与全球资源消耗率进行对照分析研究。这个模型背后的科学原理非常复杂难懂，但是，它所透露的信息却极易理解：地球上的资源快要用完了，人类已经没有多少时间了。

这个报告出版至今已经40多年了。虽然这个报告给出的许多可怕的预言都没有变成现实，但是就它的基本内容而言，时光流逝并没有冲淡其重要性。在今天，我们仍然可以在目力所及的地方找到各种证据，证明其评估的准确性。1/4的哺乳类动物如今已经濒临灭绝了，而90%的大型鱼类几乎已经完全消失了。地球表面的含水土层正在慢慢地干涸，农作物赖以生长的土壤也变得过于盐碱化了；石油也快耗尽了，铀的储藏量也变少了；甚至作为肥料主要成分之一的磷也变得供应不足了。当你在阅读这几行文字的时候，就有一个孩子因饥饿而死去；当你读完这一段文字时，另一个人却因为过于干渴而与世长辞了（或者因为在口渴难耐的情况下喝了不干净的水而死去）。

专家们说，这一切只不过是一个开始而已。

现在，全世界的人口已经超过70亿了。如果这个趋势不出现根本性的逆转，那么到2050年，人口将会接近100亿。然而，地球究竟可以供多少人持续地生活下去？研究地球承载能力的科学家们各自的估计大相径庭。激进的乐观主义者认为，地球承载能力为20亿人；而执拗的悲观主义者却认为，地球承载能力仅为3亿人。即使赞同那个最令人振奋的预测（正如美国前国务卿的科学与技术顾问尼娜·费多罗夫［Nina Fedoroff］最近告诉记者的那样），我们也只能得出如下这个结论：“人类需要做的是，降低全球的人口增长率，因为地球再也支撑不了更多的人了。”

然而，有些事情说说容易，做起来却会相当困难。

不少国家都尝试过自上而下控制人口数量的政策，其中最臭名昭著的一个例子当然是纳粹德国所实施的所谓优生优育计划了。事实上，时至今日，极个别国家仍然没有从类似的梦魇中醒来。在20世纪70年代中期，印度也有成千上万的民众接受了输卵管结扎手术和输精管切除手术。在这些人当中，只有很少一部分人是自愿接受这类手术的，而且极少数人还因为他们的“牺牲”精神获得了奖励，但是其他大多数人则都是被迫的。这项政策最终导致印度当时的执政党失去了政权，而且由此而引发的论战，时至今日仍然未能平息。

留给人类的似乎只剩下唯一的一个选择了。既然你不能（或者不愿意）使地球上的人口减少，那么你就必须尽你所能充分利用人们手头上的一切资源，而且必须极大地提高利用水平。但是，到底怎样才能做到这一点呢？这早就成了一个聚讼纷纭的问题。最近一段时间以来，有人似乎把“生活在同一星球”组织所奉行的那些原则当成了唯一可行的出路。但是，这个选择一直让我觉得有些困扰。这并不是因为我不赞成应该追求更高的效率这个理念，说真的，谁又会反对高效率呢？如果能够做到耗费得更少，得到的却更多，任何人都不会不喜欢。令我感到有些不安的是，这种思路强调提高效率就是唯一可能的选择。我一生中做过的所有事情都告诉我，还有许多其他的选择，它们也应该是可行的。

我自己现在正管理着一家名为X大奖基金会的非营利性组织。它的宗旨是：设计并组织各种各样以巨额奖金为大奖的竞赛，促使和鼓励人们为了全人类的共同福祉而投身于各种具有重大突破性意义的研发活动中去。在我去马斯达尔城实地探访前的一个月，我还主持了基金会一年一度以“透视未来”（Visioneering）为主题的理事会会议。在与会者当中，既有特立独行的发明家，如迪恩·卡门（Dean Kamen）和克雷格·文特尔（Craig Venter）；又有杰出的科技型创新企业家，如拉里·佩奇（Larry Page）和埃隆·马斯克（Elon Musk）；也有全球商业巨子，如拉丹·塔塔（Ratan Tata）和阿努什·安萨里（Anousheh Ansari）。在会议上，他们就如何在能源、生命科学、教育和全球发展等方面实现根本性突破展开了激烈的辩论。上面提到的这些人开创了前所未有的、足以改变世界的企业甚至行业，而且他们中的大多数人都是通过解决了长期以来被人们认为无法解决的问题而完成这种创举的。总而言之，他们这群人所走过的成功之路表明：应对资源短缺威胁更好的办法并不是每个人都打破头去抢夺现有的资源这块“馅饼”，使得这块“馅饼”变得越来越薄，而是尽力使这块“馅饼”变得更大。

实现富足的可能性

当然，制造更大的“馅饼”这种思路并不是什么新鲜事物，但是，与以往相比，我们现在再一次强调的这个思路已经出现了一些关键的不同点。本书的大部分内容就是用来介绍这些不同点的。这些不同之处可以概括总结为这样一句话：现在，我们的能力已经开始赶上我们的野心了，这在人类历史上尚属首次。在这个时代，人类正在进入一个急剧的转折期，从现在开始，科学技术将会极大地提高生活在这个星球上的每个男人、女人与儿童的基本生活水平。在一代人的时间里，我们将有能力为普通民众提供各种各样的商品和服务；在过去只能提供给极少数富人享用的那些商品和服务，任何一个需要得到它们、渴望得到它们的人，都将能够享用它们。让每个人都生活在富足当中，这个目标实际上几乎已经触手可及了。

在如今这个充斥着悲观主义色彩的年代里，对于我们的这个宣言，可能大多数人都会嗤之以鼻。但是，不可否认，一些划时代的变革正在悄悄地发生。在过去的20多年里，无线电技术与互联网技术已经非常普及，它们不但无处不在，几乎每个人都有机会使用它们；而且还相当便宜，几乎每个人都用得起。以非洲为例，他们根本不需要再重走我们西方国家的老路，非洲的天际没有横七竖八的电话线，因为它跳过了固定电话时代，直接进入了无线电话时代。在非洲，移动电话的普及率一直在成倍地上升：2000年的时候，移动电话的普及率还只有2%，2009年达到了28%，到2013年，达到70%以上。30年前，人们几乎没有什么受教育的机会，也经常挨饿，如今他们却能够使用移动电话与别人联系，这在以前是完全不可想象的。今天一个马塞族勇士所佩带的手机的功能比25年前的美国总统所使用的手机的功能还要完备。如果他使用的是智能手机，那么他可以打开谷歌搜索引擎，他能够获得的信息将比15年前的美国总统还要多。到2013年末，我们当中的绝大多数人都会畅游于万维网中，获取海量信息，并且利用网络进行即时、廉价的交流互动。简而言之，我们现在所生活的世界，信息极其丰富，通信手段也非常方便快捷。

同样的道理，其他新的、划时代的技术的进步，如计算系统、网络与传感器、人工智能、机器人技术、生物技术、生物信息学、3D打印技术、纳米技术、人机对接技术、生物医学工程，也使生活于今天的绝大多数人都能体验和享受过去只有富人才有机会拥有的生活。更让人欣慰的是，这些技术其实并不是推动社会变革的唯一因素。

还有另外三大力量也在发挥着重要的作用。这三大力量都因为技术的进步而在成倍地壮大，而且每种力量都拥有能够为人类创造富足生活的巨大潜力。在过去的50年里，一种名为“自己动手去做”（DIY）的革命一直在酝酿中，但是，直到最近它才真正开花结果，变成了一种盛行全世界的潮流。在当今这个世界，那些喜欢在家里摆弄技术创新的爱好者所涉及的领域已经远远超出了传统的范围，不再局限于改装汽车、自制计算机等小打小闹上了。如今这些“DIY”型创新者已经触及了过去被认为是高度机密的领域，比如说，基因工程与机器人技术。更有甚者，现在有一些以“DIY”为宗旨的小团队成功地挺进了过去只有大型企业和政府才能完成的一些项目，并且取得了巨大的成功。伯特·鲁坦（Burt Rutan）凭一己之力飞进了太空，这是连航空巨头们都觉得不可能成功的事情，然而它却真的发生了。克雷格·文特尔在有关人类基因组序列的研究中，与强大的美国政府展开了竞赛，并一直占据上风。在这些特立独行的创新者身上新发现的创造力就是我们所说的三大力量中的第一种力量。

第二大力量源于一类用途非常特别的资源——大量的资金。高科技革命催生出了新一代富有的科技慈善家，他们正在利用自己的财富去解决一些全球性的、与富足密切相关的技术挑战。比尔·盖茨正在向疟疾宣战；马克·扎克伯格（Mark Zuckerberg）正在彻底颠覆教育体制；而皮埃尔·奥米迪亚（Pierre Omidyar）和潘姆·奥米迪亚（Pam Omidyar）则正竭尽全力为发展中国家提供电力。这样的例子不胜枚举。一言以蔽之，我们的第二种力量是在人类历史上从来不曾出现过的无可匹敌的科技慈善家的善心。

最后一种力量则来自那些最穷的穷人。这些生活在社会最底层的普通民众，最终也都会被卷进全球经济发展的洪流中，随时可能变成被我称为“不断崛起的数十亿人”当中的一员。为了发挥他们的力量，要完成的第一步工作是建立起一个全球性的通信网络，而这就需要对互联网、小额贷款和无线通信技术进行整合，改善“穷人当中的穷人”的境况，使他们变成一股新兴的市场力量。这三大力量当中的任何一种都拥有无穷的潜力。但是，如果把它们三者完美地结合起来，再利用不断进步的技术放大它们的力量，那些曾经被认定为不可能的事情如今都有可能变成现实。

那么，那些本来不可能、现在变成可能的事情都有哪些呢？

试想象一下吧。一个拥有90亿人口的地球上，人们都能喝上干净的水、吃上有营养的食物，每个人都拥有自己负担得起的住房，都能接受个性化的教育，都能享受顶级的医疗护理，都能使用无污染且取之不尽的能源，那将是一幅怎样的美景！建立这样一个更美好的地球是人类面临的最大的挑战。本书下面所叙述的故事就是，我们如何才能更接近这样的生活。