第二一八章 能源与文明（2/2）

光子结构和光粒子的天然特性:所谓光子结构的测量，在量子电动力学中是指观测光子场的量子涨落，这种能量涨落用一个光子的结构方程来描述。对光子结构的测量一般都依赖于对光子与电子，以及正负电子的对撞时的深度非线性散射的观测。根据量子色动力学，光子既能以无尺寸粒子，即轻子的方式参与相互作用;也能以一组夸克和胶子的集合体，即强子的方式参与。决定光子结构的并不是像质子那样由传统的价夸克分布，而是由轻子的涨落而形成的部分子的集合。

由爱立信牵头的iris项目已研制出硅光子交换机，在一块芯片上容纳成千上万的电路。

第一块芯片现处于测试和参数化阶段，如取得成功，将是业界的重大突破，为在单个芯片上集成新一代光纤系统铺平道路。

硅光子技术中，硅作为超高速传送和交换数据的微型光学介质，可减少功耗和空间占用，并增加容量，从而降低运营成本。

作为欧盟第七框架计划（fp7）研发领域的具体目标研究项目（strep）之一，iris项目由爱立信与欧洲委员会联合创建，旨在利用硅光子技术，创建高容量和可重构wdm光交换机，实现在单个芯片上整体集成电路。

该类芯片可通过集成大量功能，如高速传输、交换、以及在同一芯片实现互联互通等，帮助网络运营商提升网络性能，增加节点容量，满足未来5g网络和云计算的需求。

硅光子技术已经应用于屡获殊荣的爱立信超大规模数据中心系统hds8000，借助光学互连，hds8000可为数据中心运营商带来许多裨益，例如降低总拥有成本。

451research网络研究总监peterchristy表示：“光互连将在数据中心发展中发挥重要作用，硅光子技术可以显著提高能效并降低成本。爱立信云战略以及超大规模数据中心系统hds8000是将硅光子学应用于数据中心，推动其实现商业化的先行者，并充分展示了硅光子技术的巨大潜力。”

爱立信意大利比萨公司的研究人员已经制作并提交了所有相关专利的申请。

该项目由爱立信（意大利）牵头，其他成员包括意法半导体（意大利）、法国原子能署电子暨资讯技术实验室（法国）、cnit（意大利）、特伦托大学（意大利）、瓦伦西亚理工大学（西班牙）、维也纳工业大学（奥地利）和电子通信研究院（韩国）。

光子与量子计算机；光子计算机和量子计算机都处在研发阶段。光子计算机是一种由光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存贮和处理的新型计算机。它由激光器、光学反射镜、透镜、滤波器等光学元件和设备构成，靠激光束进入反射镜和透镜组成的阵列进行信息处理，以光子代替电子，光运算代替电运算。量子计算机是根据原子或原子核所具有的量子学特性来工作，运用量子信息学，基于量子效应构建的一个完全以量子位（量子比特）为基础的计算机。它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态，利用激光脉冲来改变分子的状态，使信息沿着聚合物移动，从而进行运算。

光子计算机与量子计算机运算速度都比传统的电子计算机要快，关键在于运算模式不同。传统电子计算机用的是串行计算模式，比如电子计算机无论其存储器有多少位只能存储一个数据，因此，对其实施一次操作只能变换一个数据，为运算某个函数，必须连续实施许多次操作。光有并行前进和高速传输的特点，这就决定了光子计算机具有很强的并行处理能力和超高运算速度。量子计算机的特点也是并行计算能力强，比如量子存储器有“0”或“1”两种可能的状态，该存储器一般会处在“0”和“1”两个态的叠加态，因此一位量子存储器可同时存储“0”和“1”两个数据，而传统计算机处理器只能存储其中一个数据。如果有两位存储器的话，量子存储器可同时存储“00”、　“01”、　“10”、　“11”4个数据，而传统存储器依然只能存储其中一个数据。

量子计算机强调的是它的数据处理方式即通过量子力学规律处理量子信息的，而光子计算机强调的是它的信息传输方式即通过光子进行传输。它们之间有相互包含的可能，所以无法比较两者性能，但它们都比现在的电子计算机先进很多。

从前，为摆脱08年的危机，拉动经济“复苏”，全球制造的另外一个重要概念是“新能源”。奥巴马搞了一个“能源新政”，主要就是针对新能源的，中国也将新能源列为“战略新兴产业”。形形**的企业，形形**的人都在大谈新能源，都往新能源上靠，都声称自己能够提供这样或那样的新能源。

新能源如此火热，因为目前存在巨大、紧迫的潜在需求，这些需求来自两个方面，一方面是应对能源危机，另一方面是应对经济危机。能源危机也是来自两个方面，一是短缺，二是污染和排放，尤其是碳排放。

从历史的经验看，只要社会上存在一种巨大的潜在需求，并且其间蕴含的利益巨大，那么一定会有很多人跳出来，说自己能够提供这种手段，事实上他根本没有。

一个典型例子发生在2200多年前的秦始皇时代。秦始皇强烈渴望长生不老，由于他是天下之主，不仅是天下所有财富的主人，而且掌管天下苍生的生杀，那么他的这种潜在需求就是巨大的。谁能够满足这种需求，那他也一定会获利非常，得到高官厚禄、荣华富贵。后来也真的涌现出这么一大批人，说自己能够冶炼出，或寻找到这样药、那样的仙丹。其中最出名的一个叫徐福，他创造了一种很完善的“长生不老”理论体系，声称自己掌握了炼丹技术，知道原材料如何寻找，获得了秦始皇的极大信任，人生由此大富大贵。事情的最终结果大家都知道了，徐福借口要去东海寻找仙药，揣着丰厚的银子消逝了。显然，徐福就是一个骗子，一个“术士”。

以我们的观察，目前的新能源产业，与秦始皇时代的炼丹产业非常类似。这种类似表现在两个方面，一方面，从需求方面看，从根本上来说，目前全球对新能源的需求类似于秦始皇对长生不老的需求。尽管潜在需求很强烈，但是却无法满足，提供满足这种需求的手段远远超越人类的智慧；另一方面，从供给方面来看，目前形形**的新能源企业所声称的已经开发出的新能源技术，实际上是，要么这些技术根本就不存在，要么他的那个技术根本达不到新能源的要求。也就是说，那些声称拥有新能源技术的人或多或少都是徐福再现。

为什么这样说，因为要找到可以经济地、大规模地替代化石能源的新能源，目前面临巨大的技术挑战。这个挑战究竟有多大，大到要彻底颠覆自人类诞生以来的所有的文明的存在方式。

从能源利用的角度看，任何的人类文明都是依赖消耗地球上的已经存在的资源而诞生和发展的。最初是柴薪，从利用小规模的草木，到大片大片的森林；接着就是化石能源了，从主要依赖煤开始，然后过渡到石油，目前对天然气的依赖程度在逐渐加大。如果要真正回避短缺和污染排放问题，那么这个未来的替代能源就一定不能是一种地球上已经存在的资源，只要依赖地球上任何现有的资源，一定就存在短缺问题和这样那样的污染问题、环境破坏问题。

目前业界主流的观点是新能源最有希望的实现途径是开发太阳能。固然太阳能来自地球系统以外，满足无限持续的要求，但是初始的太阳能的能量密度太小，远远低于燃烧化石能源甚至柴薪能源所释放出来的能量密度。要提高太阳能的能量密度，需要兴建大规模的设备，而且这些设备的使用寿命都是有限的，需要定期更换。尽管太阳能本身来自地球系统之外，但是提高太阳能能量密度的设备所需要的原料却来自地球系统内。譬如当前主流的太阳能电池技术，需要硅这种材料。尽管硅的储量很大，但是它还是有限的。而且，提炼硅的过程，也会带来污染和环境的破坏。所以，这并没有从根本上解决传统能源所带来的问题。

事实上，“新能源思维”存在一个致命悖论：一方面，人类需要和希望在这个地球上继续生存；另一方面，却又希望不从地球内部获取能量。希腊神话中安泰俄斯的遭遇可以深刻说明当前人类的困境。安泰俄斯是大地女神盖亚的儿子，只要他保持与大地的接触，他就是不可战胜的，因为这样他就可以从他的母亲那里持续获取无限的力量。希腊神话中最伟大的英雄赫拉克勒斯发现了安泰俄斯的秘密：安泰俄斯的无穷力量来自于与大地的接触。在两人的战斗中，赫拉克勒斯将安泰俄斯举到空中，最后把他扼死了。是地球创造了人类，人类在能量获取上，可能像安泰俄斯一样难以摆脱对大地的依赖。脱离大地之日，可能就是人类灭亡之时。

能源危机产生的最根本原因不在化石能源本身，而是在人类对自身物欲的放纵。能源危机本质上是，这个曾经孕育人类生命的地球再也无法支撑人类物欲的膨胀。控制物欲是痛苦的，寻找新能源，就是企图从地球之外找到一种不竭能量，从而支撑自身继续纵欲无度。这和秦始皇寻找长生不老的仙丹何其相似。像仙丹永远无法找到一样，这种来自地球之外用之不竭的新能源也最终无法找到。

人类已经放弃对可以维持长生不老的仙丹的追求，人类也应该放弃寄望从地球外部追寻一种用之不竭能量的新能源思维。我们应该像克制长生不老的**一样，克制肆意膨胀的物欲。

也就是说，从终极意义上看，解决能源危机的途径不可能依靠从地球外部寻找新能源，宇宙中不存在这样的能源，而只能依靠在人类内部克制物欲

我们亟需的不是新能源，不是替代能源，而是“新文明”，“替代文明”，一种新的、替代的生活方式。

然而，目前人们普遍没有意识到这种“新能源悖论”，而天真地认为，人类的技术能力是无限的，新能源会变成现实的。他们说，历史上人类也曾经面对很多资源瓶颈，但最终不通过技术问题解决了吗？这是事实，无论是马尔萨斯的粮食制约论，还是英国工业革命前的木材短缺危机，人类都克服了。但是，需要清楚的是，人类克服这些危机的方式都是以地球上一种资源去替代另一种资源，都没有摆脱对地球现有资源的依赖，只是资源的获取由地上转移到地下而已。但是，这次不同，这次是要彻底摆脱对地球现有资源的依赖。人们目前普遍对技术进步存在一种盲目的迷信，似乎人类需要什么，通过技术进步就一定能够实现。

对所谓的技术进步的迷信，实质上也对人类自身智慧的迷信，相信技术万能，就是相信人类自身的智慧是万能的。事实上，人类智慧是有限的，2200多年前秦始皇梦寐以求的长生不老技术，到目前为止也没有出现，而且永远也不可能出现。

所以，对新能源技术的追求，将会像人类对长生不老技术的追求一样，最终带给我们的将是一次又一次的失望，最终不得不完全放弃，只是这个过程可能会很长。当然，在这个过程之中，不排除一些“优秀的新能源企业家、科学家”获取丰厚财富，就像优秀的炼丹术士徐福一样，但最终都将会被证实，他的新能源术要么是妄想，要么是欺骗。希望从新能源产业中为经济复苏提供动力，也终将是竹篮打水。