第一章
循环、线性与网络：文明和生态系统的形态与运作
第1节 线性系统与循环系统
人类社会和自然系统的运转各有规则，物质资料的生产和消费也有固定的模式。现代人类社会的形态和运转模式与我们能够观察到的自然系统以及前工业社会，有着天壤之别。不管在人类历史中还是在自然历史中，在现代社会运作模式下产生的高消费生活方式，都是前所未有的。我们的文明是独特的、强大的、奢华的，但它的模式威胁着它的未来。
大自然的主要运转方式是循环，万物皆在运动之中，它们构成了各种各样的循环。对大部分人来说，水循环是最熟悉的例子。水从云层降落到地面，渗入土壤，进入植物、河流、海洋，通过蒸发成为水蒸气返回大气层，然后变成雨雪，再次降落。来自太阳的能量驱动着水循环——地球上的水依靠太阳的能量运动。自然界充满了运动和循环。滋养植物的氮和磷在植物与土壤之间循环；种子变成植物，植物成熟后又产生种子；角马和野牛以草为食，它们死后，身体腐烂，会分解成腐殖质，变成养料被青草吸收。人类和动物吸进氧气，排出二氧化碳；植物吸进二氧化碳，排出氧气；新的氧气又被动物吸入，构成一个循环。大自然必然是循环的，因为它需要依靠有限的碳和磷之类的重要元素，来维持上亿年的生命。假如大自然不能循环或再利用，那它终将耗尽，生态系统会崩溃，植物会减少，森林会变成沙漠。
自然系统是循环的，因为循环具有可持续性——人类的生存和发展皆维系于此。物竞天择，自然用竞争的方式考验各类生物，看它们能不能高效地、迅速地处理生命元素，将自己变成循环的一部分。最重要的是，我们需要认识到，自然的形态和运转过程是无数可再生的闭环。
长期以来，人类社会与自然系统密切地交流、融合，所以直到150年前，它的运转也是循环的。比如，狩猎采集这种经济形态就紧密地嵌在自然循环当中。青草进入羚羊和驯鹿的身体，人们捕食羚羊和驯鹿，最终，肉食变成人类的排泄物回到土壤中，成为养分再次被青草吸收。而人类的尸骸，最后也归于土地。“凡有血气的，尽都如草。”[1]
不管在一万年前还是一百年前，在传统农业社会，人类都属于自然循环的同一个环节。我们从地里获取能量（食物），然后在劳动中消耗能量，以这种方式将其归还土地。锄头年复一年地刨地，生产食物，人们吃饱之后去做农活，这个过程消耗了食物，但同时也生产了新的食物。
工业革命之前，五千年的农耕社会都建立在自然系统上，其运作也是模仿自然。古罗马文明、古代中国、印度毗奢耶那伽罗帝国、阿拔斯王朝诸国，还有许多其他前工业社会，都曾试图改造它们周围的环境。这些农耕社会的基础运作，反映了周围自然环境里物资的循环和流动。这些文明必需的粮食、能源和各类物资——包括大麦、玉米、水稻、肉、鱼、木材、布料、黏土、石料和铁矿——普遍被限制在本地，它们只参与当地的循环。这些物资都是天然的，相对而言不会对环境造成危害。过不了多久，大部分物资就会消失在土地里，或者回归生物圈的循环。
前工业文明的粮食生产系统也是循环的，并且很大程度上是局限在当地的。上文提到的古代文明时不时野心勃勃地、错误地加快营养和水的循环，其结果反而破坏了周围的生态。人们过度开发农田，使土壤盐碱化；砍光山林，造成土壤流失。一部分文明最终因环境恶化而崩溃。而幸存下来的成员仍然依赖自然系统的循环——地球最基本的、必然的模式。
文明与“E文明”
文明这个词经常充满争议。它被帝国主义思想污染，带着负面的感情包袱。但除了“文明”，没有更好的词可以概括本书的内容。
有些历史学家和人类学家用一些要素特征来定义文明，如城市、社会分工、阶级划分、集权统治、纪念性建筑、贸易、税收与文字等。也有人说文明是一个连续体，包含复杂的、不断变化的社会关系和社会群体，所以不容易定义。我这里所说的“文明”，指大部分人都认同的复杂的、以都邑为中心的社会，比如古希腊、玛雅文明、密西西比文明还有现代的日本。文明有两个主要的目标。一是寻找制造大量能量盈余（食物）的方法——埃及通过尼罗河泛滥发展农业；罗马通过对外征服来获取资源；英国通过煤炭开发和帝国主义扩张发展壮大；美国通过石油和其他燃料成为强国。二是利用这些剩余能量来创造多层次的复杂文明社会，包括文化和地理成果，以及发达的艺术、建筑、科技、统治和贸易。
大量能量盈余带来的复杂化社会和灿烂文化组成了本书所讲的“文明”的核心定义。根据这个定义，几乎所有人都是文明的一员。但世界的发展是不均衡的，美国和新加坡的人均能源消耗是塞内加尔和尼日尔的十倍。此外，文明的运作方式为我们提供了更好的解释——它由活跃变为封闭，能够自我促进，有时会出现一些意外的创新；它屡屡遭到破坏，时常被排斥；并且，从雨林和沙漠里的古城废墟来看，文明是非常脆弱的。
因此，我创造了一个新的名词“E文明”，来描述现代的全球超能量工业化消费文明。E文明的“E”可以理解为能源集中（energy-intensive）、电气化（electrified）、电子化（electronic）、指数级（exponential）、消耗的（extractive）或者极端的（extreme）。我有时也用别名称呼它，比如“石油工业化文明”（petro-industrial civilization）或“我们的文明”。这些称呼都不重要，重要的是我们有术语能够描述第一次世界大战之后以化石燃料为动力的、全球互联的超能量级大工业社会。E文明和高棉人的农耕社会、过渡期（1910年之前）的美国、煤炭文明时期的英国等，都有很大不同。
现在，情况出现了变化，人类文明变得越来越线性化。我们的工业化消费E文明已经打破了地球上的大量循环，将它们变成线性系统。我们往一个入口大规模地输入物质资料和化石能源，又从一个出口提取大批的粮食、汽车、房屋和消费品（同时也会排放大量废弃物）。不管在自然系统中还是E文明之前的人类社会中，我们对线性系统文明的依赖都是史无前例的。一方面，线性化正是我们工业化文明的伟大创新——它造就了现代世界，给予我们庞大的能量和丰富的生活用品；另一方面，线性化又是我们极大的缺陷——它是所有日益恶化的自然问题和能源问题的根源，随时可能摧毁人类文明。
除了线性化，E文明的格局和运转与传统人类社会也有很多本质上的区别。
时间——人类系统扩张了时间。自然系统和早期人类社会局限在属于自己的时间与空间当中，而E文明可以从上百万年前获取燃料，也可以产生毁灭性的废弃物，从而影响未来上百万年的环境。当下，我们为了获取资源，殖民了过去与未来。
空间——我们有覆盖全球的零件供应链，生产已经全球化。在经济贸易版图中，从边缘到中心地区，以及中心与中心之间物资的流动速度越来越快。产品在遥远的地方制造出来，然后高度集中到一处，再进行分配。比如，从北冰洋海底抽出的石油或许被运到每平方千米有4.7万人的孟加拉国达卡。
速度——E文明的发展速度是前所未有的。它改造自然的过程（流水线生产、采矿、城市建设和砍伐森林）以及文明本身的发展都是快节奏的。现代人一生中能够看到卫生间变成家庭式SPA；在66年中，我们见证了莱特兄弟首次成功试飞靠自身动力推动的飞机，以及人类首次登陆月球。据称，沙特阿拉伯一位王子曾说：“我的父亲骑骆驼，我开汽车，我的儿子开喷气飞机……” E文明的快节奏是空前的，而且它的发展速度越来越快。
网络——我们在扩展通信和贸易网络的同时，也在改变和破坏生态系统中的食物链网络。我们发明了万维网，联结偏远乡村的人民；我们也破坏了热带雨林，又用耕作方式单一的耕地取代了热带雨林和平原。亚马逊公司在扩张，亚马孙雨林却在缩小。
行政体系——我们改造了物质资料和能量的循环系统，创造了线性化E文明，这也在无意之间扰乱了民主社会至关重要的组织行政架构。
本书将系统地研究人类文明的模式、发展轨迹、变革和内在联系，我们需要创立关于E文明运作模式的新理论，并且探讨如何改造文明，使它在未来能够实现可持续发展。对于理解这一切，理论是非常重要的。没有基础理论，我们的认识就是一堆看似毫无关联的观点和趣闻（例如，远方战争的死亡人数、石油价格莫名其妙的变化，或者某种生物的灭绝报告），它会扰乱我们的视野，阻碍人类科技和文明的发展。为了让研究能够纵向深入展开，我们需要构建一套相互关联的理论。但光靠理论也是不够的，所以本书会用日常生活和历史中的具体案例来证明新的理论。人类文明的核心运作模式到底经历了多么大的改变？首先，我们来观察生活中最直接、最基本的运作——人类怎样获取食物。
[1] 《旧约·以赛亚书》第40章（新标点和合本）。——译者注