能量密度与外星殖民(只使没有计划生育政策人口也绝对不 ...

能量密度与外星殖民


       人类的一部文明史实质上就是一部人类如何获得，争夺与开发利用能量的历史。而人类在采集，定居农耕，城市化等各个历史时期所能够获得的能量密度都是不同的。在下面我就试图构建一下人类在历史上各个时期所消耗能量的模型图。当然其中的具体数据的水份极大，大部分靠猜想，极不准确。但我这样做的目标仅仅是为大家理解分析人类文明史的发展进程提供一条独特的思路而已。如有不足之处希望各位读者多多指正并包涵。
         一，        采集时代的能量消耗密度为1。
         采集游猎时代，人类能量的消耗基本完全来自于生物能（包括烧木柴采暖）。而且采集文明时代人类还没有“定居生活”的概念，因此就不必要消耗大量能量来建设精巧的房子等东西。
         事实上我们就可以将房子等同于一艘极为简陋的“宇宙飞船”，它的“生命保障体系”极为简单，极为开放，仅仅能够挡风挡雨而已。
         因此，斯塔夫里阿诺斯在《全球通史》中认为，由于人类在采集文明时代生产技术极为落后。要维持一个人类个体的生存，就至少要有20平方公里的“生存活动范围空间（在沙漠，泰加林等地区，个体采集活动的生存面积空间还要大得多）”，因此那时全球的人口数量极少，全球也才不过几百万人口而已。
         二，        定居农耕时代农村的能量消耗密度为100。
         与采集文明时代不同。农耕文明时代人类开始建设房子定居了。而只使建设的是简陋的土坏房子，可也一样要求消耗大量的能量。要平整地基，研制生产土坏泥巴砖，烧制瓦片，砍树做屋檐，屋梁等等。
         更为重要的是在定居农耕时代，人类日常生活中已经要使用到盐，铁器工具，衣服等等东西。这些东西一般要经过贸易才能够得到。也就是说盐，铁器农具之类东西要经过长途运输才能够最终卖到定居者的手中。而运输也一样要消耗大量的能量。
          而定居农耕时代人类的能量来源主要还是生物能（畜力，体力），但也开始使用化学能量了。如元代就开始烧煤。
          而再研究中国传统农村的风水问题，人类获得能量技术的落后对古代农村的人口再增长也存在一个“自适应调节定律”。
          中国传统农村的风水学认为好的村子一定要“山环水绕”，最好前有“案山”，后有“靠山”，左右有青龙白虎“护卫山”，之后还要明堂开阔，河水九曲回环等等。
         为什么古代农村在布局上要受那么多风水学原理限制？！这与人死后尸体的处理有着极大的关系。在采集文明时代，人死后死尸根本就不必要埋葬，死到那里就丢在那里，任其自行腐烂或者让食腐动物吃掉就了事。因为采集文明时代人口的密度太低。大自然的“自净”能力还能够有效发生作用，死尸乱抛弃也不会引发瘟病。因此不必要在死尸处理问题上消耗过多的能量。毕竟挖坑对于工具极为落后的原始人而言还是一项“浩大的工程”。
         但在中国传统农耕时代，农村人口密度增加，如果死尸不埋葬处理，任其露天腐烂，大自然的“自净”能力将无能为力了，必将引来瘟疫流行。因此传统中国农村的风水布局理论就开始产生，好的村子一定要山环水绕。这样村子的人死后死尸处理就可以“就近解决（在传统中国农村，葬山坟地离村子的距离一般都在一公里以上，这主要就是要避免埋葬的死尸污染水源），一埋了事”，而流动的河水也具有巨大的“自净能力”，可以将村民们日常生活中产生的污水，污物流走带走。河流的这种“清污功能”在今天的印度恒河上还在产生作用，印度教徒死后在恒河边火化掉，残骸再投入恒河中一流了事。

         三，        现代县级城市的能量消耗密度为1000（大城市CBD的能量消耗密度在5000）。
        而进入现代城市化时代，人类城市居民生存所消耗的能量密度急剧增加，楼房越来越多，也越来越高。城市的人口密度也极度增长。
        要在如此窄小有限的空间范围内生存如此之多的人口，城市每个个体居民所消耗的能量密度就注定要急剧爆涨起来。楼房道路的建设，公交系统，小汽车，电梯，空调，自来水，粮食的运输加工，污水垃圾的处理等等之类的一切东西，莫不要消耗大量的能量。因为城市由于人口密度的极大增长，大自然的“自净“能力早已经极大地弱化了。因此城市化人类”生命循环保障体系“的健康运行必然要求人为地加以干遇才能够持续平稳运转。
         但要人为干遇改善城市的生命支持保障体系的健康运行就要花费比农村要多得多的大量能量。在农村，井水可以喝与做饭。而在城市，由于人口密度极度增长，饮用水就必须要用到自来水了，而生产自来水可是要用大量的能量的。
        同样，在传统农村土埋就可以处理死尸了，但在城市由于土地容量的有限，单纯土葬已经难以处理大量的死尸了，因此改为火葬，这也同样要消耗大量能量。
       凡此种种，无法一一道尽。但城市化生存要消耗大量的能量，这就注定要大大提升了城市人类生存的经济成本，形成巨大的“城市能量消耗热岛效应”。
        能量的巨大消耗大大加重了城市人口生存的经济负担。从而极为有效地控制住了城市人口再增长的经济潜力与生育信心，一句话，在高度城市化时代你生得起孩子但你却未必养得起孩子。因此今天高度城市化的全球各国与地区，无论是日本还是欧洲，还是俄罗斯的莫斯科与中国的香港，上海等等城市地区，莫不面临巨大的老年化压力。
        这实际上就是城市发展所面临的能量瓶颈问题。只要人类一日不彻底解决能量的廉价获得技术，从此能够向城市人类源源不断地无限量提供取之不尽的廉价能量。那么城市化生活对人类人口再增长的抑制作用就永远不能够清除。
         而城市化对人口再增长的抑制作用是放之四海而皆准的，因为你只要乘电梯，开空调，使用清洁自来水就要用到电，而生产电就要使用能源，而使用能源就要支付金钱。这可是没有法子的事。
         而农村的自然环境容量也是有限的，高密度的人口只能够在“生命循环保障体系”高度人工干遇化的城市社会才能够存在，农村的卫生体系与能量供应系统并不能够支撑城市般的高密度人口健康可持续生存发展。
         农村人口太多了干净水源与粮食供应就会跟不上，就会产生瘟疫与饥荒，人口就会大量死亡。大自然就会通过“无形的手”再调节人口数量，二十世纪九十年代的非洲大饥荒就是如此产生的。
         因此如果人类社会不能够彻底攻克取之不尽的聚变核能，在未来岁月，随着非洲（非洲人口增长的顶峰也就是在目前10亿的基础上再翻一倍到20亿而已，而印度与中东地区，拉美地区人口总量能够再增加30%就到顶了。因为今天地球上的石油，煤炭等石化能源的价格已经被大幅度拉升了，供不应求，廉价的化石能源已经永远不复存在于地球了。）等落后地区城市化的完成，全球人口总量顶峰也就只能够达到70亿，80亿左右。而增长到100亿基本没有什么可能。毕竟并不是每一个国家与每一个人都能够建得起与住得起迪拜塔这样的高耗能“现代生命保障体系社区（完全可以将迪拜塔看成一艘巨大的具有人工控制循环生命保障体系半闭环的宇宙飞船）”的。
         四，        月球殖民地的能量消耗密度为10000000。
         与地球上的“开环”与“半开环”人类社区不同。在月球等等外星空间，所有的未来人类社区都是“完全闭环”的“人工控制生命障碍循环系统”。因为异星球无论是月球，火星还是小行星多半没有现成或足够的大气压，大气成份与磁场等等东西。而这一切生命循环保障体系的建立都需要大量能量的投入。
         只使是建设月球基地。如水，住房基地，核能电站，飞船之类的东西，在人类开展星际殖民的早期岁月还要直接从遥远的地球穿越漫长的空间距离，消耗大量的能量运来。之后，只有在月球建设起强大的核能电站与工厂才可以熔化分解月球岩石来提炼金属，水，氢，氧，玻璃等等东西来逐步建设大面积的月球居住基地与为飞船提供能量等等。


         结束感言。
         很显然，与地球上巨大的“半闭环”城市化社区相比。要建设“完全闭环”的外星殖民社区所要消耗的能量更要大得多。因此展望未来，人类要想飞出地球长久地移民外星空间。核能的大规模开发是最基本的条件。因为只有核能才能够持续提供足够巨量的廉价能量供身处外星空间的人类长久使用。
         而化学能，太阳能都受到种种客观条件的限制无法长久供应。如在木星轨道以外太阳能所能够提供的能量密度就大为降低了。这也是伽俐略，卡西尼之类宇宙飞船为何采用核能电源的核心根源。卡西尼飞船上的热电发生器就装有14公斤的核燃料。
          但在宇宙飞船离开地球的初始阶段，化学能火箭至少还能够持续使用上几百年光阴。因为化学能在地球上能够相对容易地获得，而且使用时的环境风险也极低。与之相反，核能推进技术目前最可行的就是核能先转化为电，再推进离子发动机提供推进能量。但离子发动机做大到推力几百吨级的规模还有漫长的路要走，因此在离开地球时作用不大，只能在星际飞行途中才能够发挥巨大优势。
          至于什么光子火箭与及美国早年疯狂的猎户座核弹推进火箭，迫于坏境压力与技术困难，在公元3000年后能够实用化就要偷笑了。
           而自阿波罗时代以来，由于RD170，RD180，RS68，J2X，航天飞机级SRB之类成熟巨型化学能火箭发动机的出现。人类的化学能火箭推进技术已经逐步接近人类技术所能够到达的顶峰了。之后只使用再投入巨资开发，化学能火箭推进技术所能够发生革命性进步的可能性也微乎其微了，一句话就是边际效益将越来越小。
          因此，我认为未来美国的NASA等等之类的“国家机构”再投入巨资开发其它的化学能火箭发动机已经无太多的必要。与之相反，充分利用好现成的RD170，RD180，RS68，J2X与航天飞机SRB等等成熟发动机研制出推力达5000吨乃至10000吨的巨型火箭，全力投入于外星球空间的载人登陆定居“实地业务”考察研究才是正道。
           一句话，人类的化学火箭推进技术的“探索积累开发时期”已经趋于结束了，因此迫切要求进入外星球的“实际，实地与长期探索业务”的载人登陆考察时期。一如今天人类在南极洲的终年驻人考察研究那样。南极洲的“地理大发现时代”已经结束了，但详细的实地长期考察研究时期才刚开始而已。因此，我认为人类月球载人，并长年驻月考察研究的时代已经到来了。因为仅仅是人类今天所拥有的化学能火箭技术就完全足够支持起未来几百年的小规模载人长期驻月实地业务考察研究事业了。
           与之相反，人类要想大规模移民外星空间，如长久大量定居月球火星等等。能量的瓶颈问题就非要彻底解决不可了。而解决的唯一途径就是全力去开发核能技术。无论是裂变核能技术还是聚变核能技术都一样。因为只有核能才能持续长久地为身处于地球或外星空间的人类带高密度的巨大能量供应。
           而化学能则注定要衰落了。因为单单是二氧化碳的大量持续排放，全球海平面的上升与温室效应就足以玩死人类了。而今天，全球高速铁路与电动车的再次兴盛，与此也不无关系。
           毕竟化学能与核能相比，化学能的能量产出密度实在太小了，而对地球人类自身生存环境的负面影响却又太大了。如此巨大的剪刀差效应将加速化学能的彻底淘汰与裂变，聚变核能全面辉煌时代的到来。



        高凉陈君     2010，3，8能量密度与外星殖民


       人类的一部文明史实质上就是一部人类如何获得，争夺与开发利用能量的历史。而人类在采集，定居农耕，城市化等各个历史时期所能够获得的能量密度都是不同的。在下面我就试图构建一下人类在历史上各个时期所消耗能量的模型图。当然其中的具体数据的水份极大，大部分靠猜想，极不准确。但我这样做的目标仅仅是为大家理解分析人类文明史的发展进程提供一条独特的思路而已。如有不足之处希望各位读者多多指正并包涵。
         一，        采集时代的能量消耗密度为1。
         采集游猎时代，人类能量的消耗基本完全来自于生物能（包括烧木柴采暖）。而且采集文明时代人类还没有“定居生活”的概念，因此就不必要消耗大量能量来建设精巧的房子等东西。
         事实上我们就可以将房子等同于一艘极为简陋的“宇宙飞船”，它的“生命保障体系”极为简单，极为开放，仅仅能够挡风挡雨而已。
         因此，斯塔夫里阿诺斯在《全球通史》中认为，由于人类在采集文明时代生产技术极为落后。要维持一个人类个体的生存，就至少要有20平方公里的“生存活动范围空间（在沙漠，泰加林等地区，个体采集活动的生存面积空间还要大得多）”，因此那时全球的人口数量极少，全球也才不过几百万人口而已。
         二，        定居农耕时代农村的能量消耗密度为100。
         与采集文明时代不同。农耕文明时代人类开始建设房子定居了。而只使建设的是简陋的土坏房子，可也一样要求消耗大量的能量。要平整地基，研制生产土坏泥巴砖，烧制瓦片，砍树做屋檐，屋梁等等。
         更为重要的是在定居农耕时代，人类日常生活中已经要使用到盐，铁器工具，衣服等等东西。这些东西一般要经过贸易才能够得到。也就是说盐，铁器农具之类东西要经过长途运输才能够最终卖到定居者的手中。而运输也一样要消耗大量的能量。
          而定居农耕时代人类的能量来源主要还是生物能（畜力，体力），但也开始使用化学能量了。如元代就开始烧煤。
          而再研究中国传统农村的风水问题，人类获得能量技术的落后对古代农村的人口再增长也存在一个“自适应调节定律”。
          中国传统农村的风水学认为好的村子一定要“山环水绕”，最好前有“案山”，后有“靠山”，左右有青龙白虎“护卫山”，之后还要明堂开阔，河水九曲回环等等。
         为什么古代农村在布局上要受那么多风水学原理限制？！这与人死后尸体的处理有着极大的关系。在采集文明时代，人死后死尸根本就不必要埋葬，死到那里就丢在那里，任其自行腐烂或者让食腐动物吃掉就了事。因为采集文明时代人口的密度太低。大自然的“自净”能力还能够有效发生作用，死尸乱抛弃也不会引发瘟病。因此不必要在死尸处理问题上消耗过多的能量。毕竟挖坑对于工具极为落后的原始人而言还是一项“浩大的工程”。
         但在中国传统农耕时代，农村人口密度增加，如果死尸不埋葬处理，任其露天腐烂，大自然的“自净”能力将无能为力了，必将引来瘟疫流行。因此传统中国农村的风水布局理论就开始产生，好的村子一定要山环水绕。这样村子的人死后死尸处理就可以“就近解决（在传统中国农村，葬山坟地离村子的距离一般都在一公里以上，这主要就是要避免埋葬的死尸污染水源），一埋了事”，而流动的河水也具有巨大的“自净能力”，可以将村民们日常生活中产生的污水，污物流走带走。河流的这种“清污功能”在今天的印度恒河上还在产生作用，印度教徒死后在恒河边火化掉，残骸再投入恒河中一流了事。

         三，        现代县级城市的能量消耗密度为1000（大城市CBD的能量消耗密度在5000）。
        而进入现代城市化时代，人类城市居民生存所消耗的能量密度急剧增加，楼房越来越多，也越来越高。城市的人口密度也极度增长。
        要在如此窄小有限的空间范围内生存如此之多的人口，城市每个个体居民所消耗的能量密度就注定要急剧爆涨起来。楼房道路的建设，公交系统，小汽车，电梯，空调，自来水，粮食的运输加工，污水垃圾的处理等等之类的一切东西，莫不要消耗大量的能量。因为城市由于人口密度的极大增长，大自然的“自净“能力早已经极大地弱化了。因此城市化人类”生命循环保障体系“的健康运行必然要求人为地加以干遇才能够持续平稳运转。
         但要人为干遇改善城市的生命支持保障体系的健康运行就要花费比农村要多得多的大量能量。在农村，井水可以喝与做饭。而在城市，由于人口密度极度增长，饮用水就必须要用到自来水了，而生产自来水可是要用大量的能量的。
        同样，在传统农村土埋就可以处理死尸了，但在城市由于土地容量的有限，单纯土葬已经难以处理大量的死尸了，因此改为火葬，这也同样要消耗大量能量。
       凡此种种，无法一一道尽。但城市化生存要消耗大量的能量，这就注定要大大提升了城市人类生存的经济成本，形成巨大的“城市能量消耗热岛效应”。
        能量的巨大消耗大大加重了城市人口生存的经济负担。从而极为有效地控制住了城市人口再增长的经济潜力与生育信心，一句话，在高度城市化时代你生得起孩子但你却未必养得起孩子。因此今天高度城市化的全球各国与地区，无论是日本还是欧洲，还是俄罗斯的莫斯科与中国的香港，上海等等城市地区，莫不面临巨大的老年化压力。
        这实际上就是城市发展所面临的能量瓶颈问题。只要人类一日不彻底解决能量的廉价获得技术，从此能够向城市人类源源不断地无限量提供取之不尽的廉价能量。那么城市化生活对人类人口再增长的抑制作用就永远不能够清除。
         而城市化对人口再增长的抑制作用是放之四海而皆准的，因为你只要乘电梯，开空调，使用清洁自来水就要用到电，而生产电就要使用能源，而使用能源就要支付金钱。这可是没有法子的事。
         而农村的自然环境容量也是有限的，高密度的人口只能够在“生命循环保障体系”高度人工干遇化的城市社会才能够存在，农村的卫生体系与能量供应系统并不能够支撑城市般的高密度人口健康可持续生存发展。
         农村人口太多了干净水源与粮食供应就会跟不上，就会产生瘟疫与饥荒，人口就会大量死亡。大自然就会通过“无形的手”再调节人口数量，二十世纪九十年代的非洲大饥荒就是如此产生的。
         因此如果人类社会不能够彻底攻克取之不尽的聚变核能，在未来岁月，随着非洲（非洲人口增长的顶峰也就是在目前10亿的基础上再翻一倍到20亿而已，而印度与中东地区，拉美地区人口总量能够再增加30%就到顶了。因为今天地球上的石油，煤炭等石化能源的价格已经被大幅度拉升了，供不应求，廉价的化石能源已经永远不复存在于地球了。）等落后地区城市化的完成，全球人口总量顶峰也就只能够达到70亿，80亿左右。而增长到100亿基本没有什么可能。毕竟并不是每一个国家与每一个人都能够建得起与住得起迪拜塔这样的高耗能“现代生命保障体系社区（完全可以将迪拜塔看成一艘巨大的具有人工控制循环生命保障体系半闭环的宇宙飞船）”的。
         四，        月球殖民地的能量消耗密度为10000000。
         与地球上的“开环”与“半开环”人类社区不同。在月球等等外星空间，所有的未来人类社区都是“完全闭环”的“人工控制生命障碍循环系统”。因为异星球无论是月球，火星还是小行星多半没有现成或足够的大气压，大气成份与磁场等等东西。而这一切生命循环保障体系的建立都需要大量能量的投入。
         只使是建设月球基地。如水，住房基地，核能电站，飞船之类的东西，在人类开展星际殖民的早期岁月还要直接从遥远的地球穿越漫长的空间距离，消耗大量的能量运来。之后，只有在月球建设起强大的核能电站与工厂才可以熔化分解月球岩石来提炼金属，水，氢，氧，玻璃等等东西来逐步建设大面积的月球居住基地与为飞船提供能量等等。


         结束感言。
         很显然，与地球上巨大的“半闭环”城市化社区相比。要建设“完全闭环”的外星殖民社区所要消耗的能量更要大得多。因此展望未来，人类要想飞出地球长久地移民外星空间。核能的大规模开发是最基本的条件。因为只有核能才能够持续提供足够巨量的廉价能量供身处外星空间的人类长久使用。
         而化学能，太阳能都受到种种客观条件的限制无法长久供应。如在木星轨道以外太阳能所能够提供的能量密度就大为降低了。这也是伽俐略，卡西尼之类宇宙飞船为何采用核能电源的核心根源。卡西尼飞船上的热电发生器就装有14公斤的核燃料。
          但在宇宙飞船离开地球的初始阶段，化学能火箭至少还能够持续使用上几百年光阴。因为化学能在地球上能够相对容易地获得，而且使用时的环境风险也极低。与之相反，核能推进技术目前最可行的就是核能先转化为电，再推进离子发动机提供推进能量。但离子发动机做大到推力几百吨级的规模还有漫长的路要走，因此在离开地球时作用不大，只能在星际飞行途中才能够发挥巨大优势。
          至于什么光子火箭与及美国早年疯狂的猎户座核弹推进火箭，迫于坏境压力与技术困难，在公元3000年后能够实用化就要偷笑了。
           而自阿波罗时代以来，由于RD170，RD180，RS68，J2X，航天飞机级SRB之类成熟巨型化学能火箭发动机的出现。人类的化学能火箭推进技术已经逐步接近人类技术所能够到达的顶峰了。之后只使用再投入巨资开发，化学能火箭推进技术所能够发生革命性进步的可能性也微乎其微了，一句话就是边际效益将越来越小。
          因此，我认为未来美国的NASA等等之类的“国家机构”再投入巨资开发其它的化学能火箭发动机已经无太多的必要。与之相反，充分利用好现成的RD170，RD180，RS68，J2X与航天飞机SRB等等成熟发动机研制出推力达5000吨乃至10000吨的巨型火箭，全力投入于外星球空间的载人登陆定居“实地业务”考察研究才是正道。
           一句话，人类的化学火箭推进技术的“探索积累开发时期”已经趋于结束了，因此迫切要求进入外星球的“实际，实地与长期探索业务”的载人登陆考察时期。一如今天人类在南极洲的终年驻人考察研究那样。南极洲的“地理大发现时代”已经结束了，但详细的实地长期考察研究时期才刚开始而已。因此，我认为人类月球载人，并长年驻月考察研究的时代已经到来了。因为仅仅是人类今天所拥有的化学能火箭技术就完全足够支持起未来几百年的小规模载人长期驻月实地业务考察研究事业了。
           与之相反，人类要想大规模移民外星空间，如长久大量定居月球火星等等。能量的瓶颈问题就非要彻底解决不可了。而解决的唯一途径就是全力去开发核能技术。无论是裂变核能技术还是聚变核能技术都一样。因为只有核能才能持续长久地为身处于地球或外星空间的人类带高密度的巨大能量供应。
           而化学能则注定要衰落了。因为单单是二氧化碳的大量持续排放，全球海平面的上升与温室效应就足以玩死人类了。而今天，全球高速铁路与电动车的再次兴盛，与此也不无关系。
           毕竟化学能与核能相比，化学能的能量产出密度实在太小了，而对地球人类自身生存环境的负面影响却又太大了。如此巨大的剪刀差效应将加速化学能的彻底淘汰与裂变，聚变核能全面辉煌时代的到来。



        高凉陈君     2010，3，8