［这一材料的更新处理出现在第2章有限星球上的能源和人类野心(免费)的教科书，也构成了2022年的基础《自然物理》上的文章．］
正如我们在以前的文章在美国，自1650年以来，美国的能源使用量以每年2.9%的典型速度增长。我们了解到这种能量增长率的延续任何形式的技术导致在短短几百年内的热计算(不是温和的全球变暖，而是沸腾的皮肤!)这对经济增长的长期前景说明了什么?
上个世纪的世界经济增长，以1990年美元不变表示。在本世纪上半叶，经济很好地跟踪了2.9%的能源增长率，但此后增长到5%，超过了能源增长率。
左图显示的是上个世纪全球经济增长率，由布拉德福德·德龙．最初，经济增长的速度与能源增长的速度一致。自1950年以来，美国经济以每年5%的速度增长，超过了能源的发展速度。这可能被视为好消息:我们并不一定需要实物增长来维持经济增长。但我们需要了解额外增长的来源，才能确信这种状况能够长期持续下去。毕竟，五十年并不意味着永远不变。
经济增长和能源增长之间的差异可以分为效率的提高(我们每单位能源提取更多的活动)和“其他一切”。后者包括与能源使用没有直接联系的经济活动部门。宽泛地说，这可以被认为是非制造业活动:金融、房地产、创新和“服务”经济的其他方面。作为一名物理学家，我关注的焦点是理解无限物理增长(即能源、食品、制造业)的不可能性是否意味着一般的经济增长也注定会结束或逆转。我们将从仔细研究效率开始，然后继续讨论更有活力的经济因素。
指数增长与线性增长
首先，让我们来解释一下我所说的增长．我指的是每年稳定的小幅扩张。例如，5%的经济增长意味着任何一年的经济都将比前一年增长5%。这导致了指数行为，这就是推动结论的原因。如果你反对指数是不现实的，那么我们是一致的。但这种增长是我们当前经济体系的基础，因此我们需要探讨其后果。如果你认为我们可以通过过渡到线性增长，这确实极大地改变了时间线，但它也是经济增长的丧钟。
假设我们锁定今天5%的增长，并使其成为线性增长，这样我们每年的增长绝对是固定的，而不是当年水平的固定比例。然后，我们的人口将在20年内翻一番，在一个世纪内将增长5倍(而不是在指数增长5%的情况下增长132倍)。但在短短20年后，增长率为2.5%，而在一个世纪后，增长率为1%。因此，线性增长使经济猛兽挨饿，并将迫使我们放弃目前以债务为基础的利息和贷款金融体系。这篇文章是关于我们是否能保持目前的指数轨道。
挤压效率:帽子里的兔子
似乎很清楚的是，原则上，我们可以仅依靠效率来保证经济的持续增长，即使考虑到原始能源的未来将不会增长(这是不可避免的)。这个想法很简单。每一年，能源效率的提高使我们能够比前一年开得更远，为更多的家庭提供照明，生产更多的商品——所有这些都依赖于固定的能源收入。幸运的是，市场力量倾向于更高的效率，因此随着时间的推移，我们已经享受到了不断追求更高效率的成果。从某种程度上说，我们可以永远继续这种把戏，我们可以无限期地保持经济增长，以及围绕它建立的所有机构:投资、贷款、银行等等。
但是我们能从效率帽子里变出一只兔子多少次呢?除了永动机(幻想)和热泵(真实的;下面讨论)，我们必须总是满足于效率低于100%。这就限制了我们期望获得多少收益。例如，如果某个设备启动时效率为50%，那么就没有办法从性能中挤出超过2倍的效率。为了弄清楚我们可以获得多少收益，以及我们期望以多快的速度饱和，让我们来看看我们有历史上完成。
好的，坏的，和一般的
有几个突出的例子。冰箱使用的能源是35年前的一半。今天每加仑能跑40英里的家用汽车在20世纪70年代达到了这个数值的一半。这两种情况都指向每年2%的改善(35年翻了一番)。
并非所有国家都有如此令人印象深刻的改善。波音747在1970年确立了航空旅行效率的标准，此后几乎没有变化。电动机、水泵、电池充电、水力发电、电力传输——以及其他许多东西——都以近乎完美的效率运行(通常在90%左右)。在过去35年里，以煤、天然气或核反应为动力的发电厂的效率只取得了微不足道的提高:每年不到1%。
作为一个整体，我们可以粗略地猜测，在过去的几十年里，整体效率每年提高约1%——以0%和2%为界。这相当于增加了70年。我们还能期待多少倍呢?
潜在收益和限制
我们很多大规模的能源使用应用热引擎从燃烧或其他热源中提取有用的能量其中包括以30-40%效率运行的化石燃料和核电站，以及以15-25%效率运行的汽车。热机因此占了大约三分之二占美国能源消耗总量的27%(交通运输占27%，电力生产占36%，工业占一点)。封闭系统的熵永不减少的要求，对任何热机的物理效率都有严格的限制。最大的理论效率，以百分数表示为100×(Th−Tc) /Th,在那里Th而且Tc分别表示热机热部分和“冷”环境的绝对温度(单位:开尔文)。工程限制阻碍了理论最大值的实现。但在任何情况下，在1500 K(发电厂的高温)和室温之间运行的热机最多只能达到80%的效率。因此，在这个占主导地位的领域，一个因素的改进可能是不切实际的。
热机的反面是热泵这需要消耗一点点能量来移动很多。空调、冰箱和一些家庭供暖系统都使用这种技术。神奇的是，移动一定数量的热能所需的能量可以少于这个数量。对于冷却应用，效率的热力学极限是100倍Tc/ (Th−Tc)，同样以绝对尺度表示温度。在室温下工作的冰箱(通常是带有背负式冰箱的冷冻室)理论上可以达到1100%的效率。能源效率比(EER)，这是为大多数新的冷却设备显示，理论上限制在3.4×Tc/ (Th−Tc)，在本例中为36。今天的冰箱EER值达到12左右，所以只剩下3倍。对于热泵的性能系数(COP)也是如此，它的范围为Th/ (Th−Tc)．像冰箱一样，它们的性能在理论极限的2-3倍内。
近几十年来，照明技术取得了巨大的进步，从每瓦14流明的白炽灯性能提高到每瓦50-60流明的紧凑型荧光灯效率提高了四倍。LED照明目前达到60-80流明每瓦。一个理想的光源发射一种我们称之为白色的光谱(与日光的光谱完全相同)，但在我们的可见范围之外没有任何发射，其发光效率为251 lm/W。现在最好的led都在这个硬限制的三倍之内。
汽油动力汽车的效率不容易通过任何大的因素来提高(见热机，上面)，但是有效的转换为电动传动系统可以显著提高效率。一辆时速40英里的汽车可能使用20%的效率汽油发动机，而电池驱动的传动系统可能达到70%的效率(电池充电效率85%，驱动电动机效率85%)。效率提高3.5的因素表明有效里程性能为140英里/加仑。然而，需要注意的是:如果输入电力来自效率为40%和传动效率为90%的化石燃料发电厂，那么化石燃料转换为运动的有效效率将降低到25%，这并不是一个重要的步骤。
如上所述，大量常见设备已经以近乎完美的效率运行。特别是电子设备可以相当节约能源。那些没有被建设性地使用的东西看起来是废热，这是快速评估不以产热为目标的设备效率的一种方法:发电厂是热的;汽车发动机是热的;白炽灯很热。另一方面，水力发电厂可以保持凉爽，LED灯可以保持凉爽，汽车电池充电也可以保持凉爽。
总结
考虑到我们三分之二的能源是在热机中燃烧的，而这些资源的改善只能是两倍，其他地方更显著的收益就会缩水。例如，将10%的能源预算花在直接热上(例如，在炉子和热水器上)，替换为以最大理论效率运行的热泵，有效地将10%的支出替换为1%的支出。十倍听起来是一个了不起的进步，但社会整体效率的提高只有9%。灯泡更换也是如此:在一个小领域获得了巨大收益。我们仍然应该积极追求这些效率的提高，但我们不应该期望这份礼物能提供一种无限的增长。
总的来说，在理论限制和工程现实限制之前，我们可能期望达到的最大净效率增加两倍。按照目前1%的总体利率，这意味着我们可能会在本世纪内耗尽收益。有些人可能会吹毛求疵，认为2的系数是否过于悲观，他们可能更喜欢3甚至4的系数。这些修改可能会改变饱和的时间尺度，但不会改变最终的结果。
对技术的信仰
我们已经形成了一种不可动摇的信念，相信技术可以解决我们的问题。它的记录令人印象深刻。我自己可以坐在加州餐厅的餐桌前，指挥新墨西哥州的激光向宇航员安置在月球上的反射器发射脉冲，并测量到一毫米的距离。我构建了这个系统的大部分，所以我对技术并不陌生，并拥抱它提供的可能性。我们已经见过电影中的未来——几乎是触手可及的真实。但我们必须谨慎对待信仰，并定期重新审视它的有效性或可能的限度。下面是几个关键的例子。
替换呢?
前面的讨论植根于今天的技术:燃煤发电厂，看在上帝的份上!任何对长期未来的自尊分析都应该认识到，几乎可以肯定的是，明天的解决方案将与今天的不同。我们甚至可能都没有名字但为了未来的能源!
首先，我建议你查阅以前的文章的持续增长任何能源技术——如果在地球上消耗——将使我们沸腾。除此之外，我们在几个世纪内就达到了天体物理的荒谬极限。能量尺度必须停止增长。同样，效率限制将阻止我们无限制地增加可用有效能量。
其次，你可能会想:难道我们不能认为太阳能、风能和其他可再生能源比化石燃料更有效吗?因为这些能源是免费输送的。的确，与打印机的商业模式不同(便宜的打印机，昂贵的墨盒最终会毁了你)，可再生能源的主要成本是最初的投资，几乎没有消耗品。但是化石燃料——尽管是限时供应——也是大自然的免费礼物。我们必须努力去找回它们(传递不是免费的)，尽管远不如它们带来的好处。能源/效率方面的重要指标是能源投资回报率(EROEI)。化石燃料的EROEI值通常在20:1到100:1之间，这意味着只有不到5%的最终收益必须预先投资。太阳能和风能相对较少10:1而且18:1,分别。这些技术将避免在热机中浪费大部分能量，但较低的EROEI意味着它不像目前的果汁那样免费。是的，许多太阳能电池板15%的效率确实意味着剩余85%的大部分用于加热暗板。
用更少的资源完成同样的任务怎么样?
解决固定能源收入的一种方法是发明新的设备或技术，用更少的能源完成同样的任务，而不是逐步提高现有设备的效率。这在某些领域非常有效(例如，电脑、手机的代际变化，向网上银行/新闻的转变)。
但有些东西很难大幅削减。全球交通运输意味着在空气或水中穿越不会缩小的巨大距离。烹饪意味着加热食物和水的份量。对于一个固定大小的房子来说，为冬天的寒冷供暖需要一定数量的热能。洗热水澡需要一定的能量来加热足够量的水。通过更好的空气/流体动力学或更慢的速度，所有这些事情都能更有效地完成吗?食物:烹调时需要较少热量的食物;家庭隔热和热泵;用更少的水洗澡?绝对的。 Can this go on forever to maintain growth? No. As long as these physically-bounded activities comprise a finite portion of our portfolio, no amount of gadget refinement will allow indefinite economic growth. If it did, eventually economic activity would be wholly dominated by us “servicing” each other, and not the physical “stuff.”
少花钱多花钱怎么样?
拥有太阳能电池板或普锐斯(Prius)汽车的车主已经选择投入大量资金，以消耗更少的资源。有时候，这些决定不仅仅是基于直接的金钱计算，因为回报可能是非常长期的，与机会成本相比可能没有竞争力。社会责任感是否会变得足够流行，从而推动整体经济增长?我想是可能的但一般来说，大多数人只在能源成本高的时候才对此感兴趣。下面，我们将看到，如果经济在能源使用趋于平稳后继续保持增长趋势，能源成本就会变得小得可以忽略不计——减少了为更少的东西付出更多的动机。
非物质经济
在未来的世界里，能源增长已经停止，效率已经被挤压到一个实际的极限，我们还能指望通过创新、技术和服务来增长经济吗?解决这个问题的一种方法是要求我们长期保持5%的经济增长，并看看经济活动中有多少比例必须来自非能源需求部门。当然，所有的经济活动都需要一些所以我所说的“非能源”或“非物质”是指那些需要最少能源投入的活动，并且接近经济学家“脱钩”的梦想。
我们首先将能量设定为logistic函数(人口研究中的标准s曲线)，在2000年(中间)有一个拐点。然后，我们让效率以目前每年1%的速度提高我们的有效能量，最终达到2倍的饱和。下面的图提供了一个简单的例子。
非能源相关活动对经济稳定增长的预计贡献，面对平坦的原始能源供应和效率饱和。绿色曲线代表每年可用的原始能源规模，而蓝色曲线是通过提高效率而获得的有效能源。不论时间尺度如何，关键特征是，经济中不依赖能源供应的部分必须增长，以主导所有其他活动，以保持增长活力，到本世纪末，这一比例将达到98%。这是一种未经检验——而且可能在物理上站不住脚——的经济状态。请注意，经济规模曲线的纵轴是对数。
时间刻度不是图的重要特征。重要的结果是，在一个原始能源增长逐渐放缓(或许伴随着人口水平的下降)、效率提高带来的收益不断减少的世界里，试图保持经济增长，将需要“其他”类别的活动最终主导经济。这将意味着越来越少的经济活动将严重依赖能源，因此食品生产、制造、运输等在经济上的重要性将会降低。像买卖二手房、金融交易、创新(包括转移资金的新方法)、时尚和心理治疗等活动将是剩下的所有活动。因此，相对于松软的东西，食品、能源和制造业的价格将下降到可以忽略不计的水平。一种重要的资源在其物理极限时变得非常便宜，这是现实的吗?怪异。
这个场景有很多问题。例如，如果粮食生产萎缩到我们经济的1%，而保持在与今天相当的绝对规模(毕竟我们必须吃)，那么相对于让我们享受更广泛经济成果的薪水，粮食实际上是非常便宜的。这将意味着农民的工资水平将远低于目前相对于社会其他成员的水平，因此他们无法享受到我们其他人可以支付的创新和改进。补贴、捐赠或任何其他对农民进行更慷慨补偿的机制都只会削弱“其他”经济，阻止其膨胀到任意规模——从而限制增长。
换句话说，既然我们都要吃饭，而且一定的、有限的一部分人口必须从事粮食生产，粮食价格就不可能跌到任意低的水平。经济根源于历史上一直与能源使用紧密相连的物质世界(通过全球经济中的食品生产、制造和货物运输)。认为一个经济体可以脱离其物质基础，由与能源、食品和制造业限制无关的活动主导，这是不切实际的。
我并不是说某些行业不会增长:有的行业会增长总是在某些领域有所增长。但网增长将受到限制。成功者的速度不会超过失败者。我也不是说，某些经济活动实际上不能脱离能源而存在。今天我们可以举出很多这样的例子。但这些东西不能增长到经济活动总量的90%，然后99%，然后99.9%等等——如果经济继续快速增长，这将是强制性的。
这给我们带来了什么?
连同最后发表在美国，我用物理分析论证了长期持续的经济增长是不切实际的。也许对一些人来说，这是显而易见的。毕竟，亚当•斯密(Adam Smith)曾设想过一个持续200年的经济增长阶段，之后进入稳定状态。但我们目前的心态还是以增长为中心。我们的经济体系依赖于投资、贷款和利息的增长才有意义。如果我们不刻意让自己走上稳定的轨道，我们的经济制度就有可能在毫无准备的情况下彻底崩溃。
诚然，认为经济增长将停止的观点不像认为物理增长将停止的观点那样是物理的直接结果，因此这超出了我通常的舒适区。但除了身体的限制之外，我认为我们还必须运用常识和人类心理学的概念。在我看来，为了在物理极限面前保持经济增长而必须设想的人为世界是荒谬和站不住脚的。这将是一种远离人类经济活动已证明的模式的存在。并不是每个人都想参与这个异想天开的社会，他们宁愿把自己膨胀的薪水花在有限的实物商品和能源上(顺便说一句，这些东西现在非常便宜，所以少数人可以轻松拥有所有它!)。
我认识到最终有必要向非增长经济转型，但我个人对我们缺乏一个稳定的经济环境感到不安测试基于稳态条件的经济体系。我想对未来采取一种保守的、低风险的方法，明智地将我们自己置于可持续发展的轨道上。在那里是发达的稳态经济模型，由赫尔曼·戴利和其他人。甚至还有逐步将我们的经济转变为稳定状态的计划。但没有一个如果人们(选举政治家的人)不渴望这样的结果，那么这些措施中就没有一个会被采取。人们渴望这一结果的唯一途径是，他们理解(或经历)持续增长的不可能性，以及不及时采取行动的后果。我希望我们都能足够聪明地完成这个转变。
注:稍后的帖子可持续发展的意义是这篇文章的自然后续。
致谢:感谢Brian Pierini的审阅和评论。
点击量:11671
唷!那是一大堆东西。现在我可以转移到一些有趣的东西:下一篇文章可能会更典型的内容在这个博客上。每个人都在他们的就职博文中放飞自我吗?
同时，如果你们中有人发现个人陈述被打断了，我也向你们道歉。必威体育手机版现在应该没问题了。
墨菲博士,
谢谢你的精彩帖子。我通过能源公报找到了你的博客，非常感谢你清晰、理性、科学的思考。如果你决定在路上演出，我们可以在安扎地区就能源相关主题进行一些连贯的公开演讲。请在线下给我发邮件，如果可能的话，我还有其他相关的话题要讨论。
再次感谢你抽出时间发表自己的观点。在公共能源对话中，我们需要更多这样的对话。
前提是，经济增长可以通过一群编号为x的银行家坐在沙滩上相互出售沙子期货来实现。没有人真的站起来搬一袋沙子，提高了老式的“用垄断资金交易沙子”的效率。“假设他们使用的是太阳能笔记本电脑，可以自己联网，他们可以无限期地免费交易沙子期货。
这一切都很顺利，直到有一小部分银行家决定要吃热狗和喝点什么。那时，为了维持经济增长，必须生产出现实世界中的实物商品。如果银行家们需要庇护、其他实物商品或更换笔记本电脑，整个系统就会崩溃。
任何声称经济产出可以脱离物质资源限制的说法都是幻想;它似乎也是任何一个流行的经济学派的教条，尽管在今天很流行。
嗯……我不太同意把能源和非能源经济活动区分开来。没有证据表明存在完全非物质的(精神的?)活动。我们所做的每一件事都是通过物质手段来中介的:创新的想法需要大脑，而大脑必须被滋养，知识必须被储存和传递，等等;现代金融服务是基于极其复杂(且耗能巨大)的数字基础设施;等。
因此，一旦我们认识到能源消费不可能永远增长，能源效率也有限度，那么我们就应该得出这样的结论:经济活动也必须停止增长。只有价格可以永远增长，因为价格是基于自然数的
墨菲博士
谢谢你非常清楚的论点，这是非常需要的。
很长一段时间以来，我一直在思考同样的问题，有人向更广泛的公众连贯地阐述了这一点，这非常令人耳目一新。
我把这种方法叫做演绎法，基于物理原理。
关于这一点，我还有两个想法:
第一篇文章是保罗·克鲁格曼(Paul Krugman)的一篇老文章，内容是关于一种可能的非物质性“名人经济”。
http://mit.edu/krugman/www/BACKWRD2.html
第二种只是每个人都睁大眼睛对文明的所有物理结构的熵方面的一般印象:
道路、建筑物、汽车等必须永久地维护/修理。
我估计，在实体产品的生命周期中，这一比例大约为每年2-10%，电脑和手机的这一比例甚至为每年20-50%，因为它们被直接扔掉了。
显然，在这样的条件下，一个社会所能维持的商品数量是有严格限制的。
致以最亲切的问候
谢谢你的这些观点，以及克鲁格曼文章的链接(我读过他在《纽约时报》上的许多文章，但从未了解过他的这一面)。文章的前一部分很好地强化了这篇文章的观点:如果我们被无形的服务淹没，它们将不再有价值。同时，有限的物理有限资源将变得更有价值。这似乎是经济学中一直有意义的部分:供给和需求。但他并没有推断出我的观点——这些条件将导致经济增长的终结。
另外，我曾经参观过加兴的MPE，非常喜欢那里的人……
克鲁格曼曾经写过一篇类似笑话的文章，用相对论为星际旅行的利率提供了基础:http://www.princeton.edu/~pkrugman/interstellar.pdf
就我个人而言，一位物理学家以增长极限为论据，要求结束为美国宇航局和太空探索提供资金，而不是资助，这让我感到惊讶。
另一个角度:
“荒谬的证据”
物理学(和其他硬科学)能教给软科学(当然还有经济学，它更像是一种宗教)的是“硬原理”。
它在一些稳定的岗位上产生了巨大的冲击，这些岗位设定了什么可以期待，什么不可以期待的外部界限。
如果有人超出了这些限制，他就应该被认为是理性思维领域的弃儿。
甚至还有一些“有创造力”的物理学家，比如弗里曼·戴森(Freeman Dyson)，很遗憾，他属于这类人。
戴森提出了一些完全属于荒谬范畴的建议，这有什么好奇怪的?
用人造二氧化碳树还是种植更多表土来对抗全球变暖?怎么做?当全球趋势恰恰相反时?
为什么不一开始就考虑停止这个过程呢?
我所知道的所有地球工程“解决方案”都近乎荒谬。
这是一个遗憾，“理性”社会应该非常清楚地表明这一点。
对于那些把他们的轨迹建立在“增长”基础上的经济学家来说，这是一样的，甚至更糟，因为他们的想法不容易被认为是(科幻)小说，而是对当前和不久将来的行动产生直接影响。
这个江湖骗子应该被认出来。
因此，至少“理性”社区已经清除了这些怪人。
因此，对于哲学、物理学、可能性、逻辑学、心理学领域的学者来说，选择的方法是，把那些帖子塞进去，把它们缩小到地球上人类宜居性和思想的领域。
这似乎不是一个很大的领域，至少就物理方面而言。
在这个有限的范围内，其他的维度(想象，精神)能够而且必须得到发展。
这就是，或者说应该是人类的状况。
至少在我看来，西方文明最大的恐惧是，它必须意识到自己已经走到了死胡同。
最重要的宏观信念与“无限增长的神话”以及“贴现未来”等令人讨厌的事实紧密相关，如果不是因果关系的话。
另一个糟糕的后果是，相当多的“信徒”更喜欢“被提”作为这个死胡同的解决方案。
也就是说，他们如此执着于自己的信仰体系，以至于他们幻想自己脱离这种可怕的处境，通过相信一个神话般的仁慈的实体，这个实体将他们从困境中拯救出来，这是他们首先帮助创造的。
这个艰巨的任务，或者我可以称它为sysiphos任务，是说服人们去“思考”，那些不习惯思考的人，可能也无法接受这样做的训练。
-废话结束
先生,
我读了你在TOD上非常出色的主题帖子。我也很喜欢它引发的评论。
我祝贺你的工作做得很好。
我曾经在TOD上是一个非常多产的评论者，但由于种种原因，我在几个月前就不再发帖了。到目前为止，背景噪音已经涨得太高了，充斥着“专业评论员”，但它仍然是我每天两次上网浏览的一部分。
非常好的话题。我希望你再发帖，我会在EB上看看你的一些作品。
我没有学位，只是在30年代末和40年代在肯塔基州的一个农村农场长大，知道并过着一种可持续的生活方式。我完全熟悉可持续农业的“旧方式”，并在TOD上多次表达过这样的观点，但遗憾的是，它不受欢迎，所以我离开去参加其他活动，但我仍然生活在我祖先的土地上，回想起那些日子，事实上，我重新创造了它们。
例如，去年冬天，我只有一个木头炉子取暖和做饭，只靠一根(或更少)木头就很舒服了，今年冬天我打算这样做。
我只是想说，你在TOD上的对话非常有价值，对我72岁的内心和生活有很大的启发。
我过去在IBM做了30多年的大型机程序员和现场工程师。
最好的问候,
Airdale......来自蓝草乐队
Airdale，谢谢你的支持。令人欣慰的是，像我这样的“年轻人”的评论能与一位体贴的长者的内心产生共鸣。
墨菲教授
和Airdale一样，我也是从TOD过来的。也像Airdale一样，我经常在那里阅读，但很少评论，因为许多评论者太肯定了。(我很高兴看到Airdale还活得好好的。)谢谢你的这一对帖子。
你的阐述风格非常清晰。我想请你解释一下。在你的结论中，你写道，投资和利息依赖于增长。许多人也说过类似的话，但我从来没有找到一个令人满意的理由来解释为什么会这样。大多数假定的解释会进行一段时间，然后用“清楚地”或“显然地”作为下一步论证的序言。(大多数时候，争论只是这一步!)多年来，我得出的结论是，“显然”和“显然”这两个词，在大多数情况下，是在向读者发出一个信号:“我将在这里进行一个逻辑上的飞跃——这一步并没有真正遵循给定的前提。”但感觉是对的，所以请和我一起去吧。”*就我所见过的关于投资增长必要性的争论而言，情况的确如此。
那么，如果你知道投资绝对依赖增长的原因，你能把它们说出来吗?——或者至少给我指出一个没有漏洞的论证方向。非常感谢。
一些随机的观察。我想你应该熟悉瓦茨拉夫·斯米尔关于自然和社会能源的广泛而详细的工作。如果没有，那就值得研究一下。我读他的书时，斯米尔得出了和你差不多的结论——增长必须停止，但那不一定是一场灾难。
经济意义的下降并不一定意味着人均收入的下降，除非生产率(每小时产出)没有跟上。这意味着越来越少的人会在这个衰落的行业中就业，这加剧了为人们寻找新工作(不涉及能源消耗)的问题。
史丹尼福(http://earlywarn.blogspot.com)正在以几乎相同的方式研究许多相同的问题，但他已经领先了几年。你也许想和他取得联系——三个臭皮匠比一个诸葛亮，诸如此类。
另一个建议:如果你向更多的听众提出这一论点，及早并大声地指出，我们确实需要将全球能源产量再增加大约一倍，这样世界上的每个人都能享有安全饮用水、卫生设施、卫生食品分配和储存、电灯、基本医疗保健和教育——这些东西现在只有大约四分之一的人拥有。否则，你可能会被发展团体攻击为反发展、种族主义者等等。
衷心祝愿，希望更多的人能根据这些数字得出结论，并根据结果做出合理的规划。
——格雷格
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*也就是说，在数学之外。在数学中，“清楚”通常意味着“经过十分钟或一个小时的努力思考，你将能够看到……”
格雷格:谢谢你的意见。我特别喜欢用“很清楚”之类的词来表示“我要编造下一件事。”我将致力于把增长和投资紧密联系起来。我以前没有把这些想法写下来，所以我应该花点时间，试着公正地陈述这个论点(在这个过程中可能会发现我错了!)你是对的:那些油桶的评论者可以少一点信心。你是否经常看到像“可能”、“可能”、“可能”、“似乎”这样的套话?
说得好，我们可以先从更多的增长中受益。我不是反对增长，只是幻想我们可以继续前进，期待同样的故事无限期地继续下去。我也梦想在成长的终点有一个幸福的状态，如果我们能引导我们的方向。
在这个例子中，墨菲博士指出，“效率”平均每年只增长1%左右。实际上，它可能更少。然后他指出，至少我们的目标是每年增长2-5%。我们可以看到一个问题。总体而言，增长的速度已经超过了效率的提高，事实上，如果有哪一年出现相反的情况，我会感到惊讶。现在我完全是为了效率，那就是尽可能少地使用，尽我所能地做更多的事情，但整个文明，不是这样的。但有一点是明确的，增长速度超过了效率，随着时间的推移，差距只会越来越大。在这种情况下，在某种程度上，我们被我们所做的所有“增长”所淹没，那么还剩下什么?
中国就是一个很好的例子。中国在人口、经济等各个领域都取得了巨大的“增长”，但这种增长的结果已经威胁到整个国家。几乎所有地方的污染都已超过严重程度。如果中国人正在部署“效率”，无论如何衡量来处理“增长”带来的问题，它显然没有任何明显的效果。我认为这是最重要的一课。
我真的再也看不到走出这个陷阱的出路了。我们的经济不仅基于“增长”，还基于浪费。我们的许多技术都被刻意设计成尽可能多地浪费能源和材料，因为我们的经济体系鼓励浪费，却很少鼓励节约。汽车的低效和浪费不仅是因为物理学，还因为这样制造汽车有利于石油-汽车联盟。至于汽车，除了关键需求，根本不生产汽车会更有效率，但由于这对通用汽车或其他不生产汽车的公司(即他们会破产)来说没有经济效益，他们当然不会停止生产汽车，他们会尽可能多地生产。当企业生产劣质或一次性商品，必须不断更换和重新购买时，该体系就会奖励它们。效率如何能在这样一个系统中取得进展?
在全球范围内，效率的提高应导致单位价格的降低，而单位价格的降低应等同于相同数量的商品和服务的国内生产总值的减少。
从这个角度来看，能量是一切的驱动力。金钱是这种能量的合法调解人。因此，(为了简洁起见，我跳过了一些步骤)全球能源消费增长率和全球经济增长率之间的差异是....全球平均通货膨胀率。如果全球能源消费以2.9%的速度增长，全球GDP以5%的速度增长，那么全球平均通货膨胀率是2.1%，这是正确的。当全球能源消费增长接近全球GDP增长时(1970年代以前)，世界处于金本位制。由于黄金是一种实物，它不能膨胀。因此，全球能源消费的增长必须与全球黄金产量的增长相匹配。因此，相关性为1:1，全球通胀基本上为零。
尊敬的墨菲教授
(我将避免提及爱尔兰人，因为我妻子是爱尔兰人，我会尽量避免与你祖先的法律发生任何不愉快的互动)
这大概是我读过的最连贯的“EROEI”论点，同时对普通人(我自己也算在内)来说也有意义。多谢。
一个小小的贡献:
前段时间，我研究了全球经济总量(很难确定其美元价值，但万维网上有可靠的估计)，然后以1%的实际复合率进行回归。事实证明，按照这个速度，耶稣时代的世界经济在2010年的总额将达到10万美元左右。显然这是荒谬的(除非当时每个人都住在谷仓的马槽里)。这个练习的目的是要证明，我们关于持续经济复合增长的概念与物理现实无关，而纯粹是为了使一个人比另一个人获得优势(也称为经济学)而建立的心理结构。
我住在南非，这里的政客们执着于这样一种想法，即我们可以通过经济增长这一灵丹妙药来解决我们的社会经济问题。在这方面，我们并非个例。
无论如何，我不是社会主义者或共产主义者，但在我看来，世界安全问题的解决方案将更多地依赖于再分配，而不是增长。我认为你可以称之为“稳态”经济学。
我当然会继续读你那有趣的博客。(感谢Chris Cooper博士为我指出这里)。
问候
达德利
亲爱的墨菲医生:
非常好的全面分析!
作为一名物理学家，我一直对经济学中的指数增长模型感到困惑。我学到的一件事是，经济学家通常是逆向计算的，例如，贴现。我们物理学家习惯于演化系统的动力学。对经济学家来说，以5%的利率借钱给别人是完全有道理的，因为只有当你期望他/她能够连本带息偿还时，你才会这样做。在某种程度上，这105%已经存在，如果不存在，我们就会违约。
违约(过去)每天都在发生:每年有上万家公司破产，这是一个良好而健康的过程。整个过程很可能是平稳的。但我们不喜欢这样:我们创造了各种各样的工具，例如，救助，中央银行提供流动性等，以阻止这一自然过程。现在，由于我们已经将大部分风险转移给了主权国家，我们甚至也开始救助它们(希腊、爱尔兰、葡萄牙等)。如果与能源相关的实体领域没有奇迹般地赶上这个巨大的泡沫(形成泡沫的小泡沫早就应该破裂了，但我们没有让它们破裂)，我们将在未来的某个时候遇到令人不快的大“意外”。正如你令人信服地指出的那样，这种“真正的增长奇迹”正变得越来越不可能。
我们在历史上有过巨大的修正，但在过去200年里，西方世界没有，我们似乎都希望它不会在我们的有生之年发生……
但即使它发生了，生活仍将继续。这个星球上90%的物种正在灭绝(Benton M J(2005)。当生命濒临死亡:有史以来最大规模的物种灭绝。泰晤士河和哈德逊河)。
作为一名环境学家(1973年麻省理工学院博士)和经济学家(1971年麻省理工学院博士)结婚40多年，我得出了以下结论:每个经济学101的学生都应该得到一个装有细菌拭子的培养皿，并被要求就结果写一份报告。他们会了解到，蜂群会呈指数级增长，直到它消耗掉所有的营养物质，或者被自己的有毒废物毒死——除非你特别小心地限制蜂群的大小，补充营养物质，并处理废物。问题在于，经济学家们所接受的教育是，增长是无限可持续的。正如我的朋友赫尔曼所说，“经济两端都是扎根在大地上的。——简
“[…]经济学家被教导增长是无限可持续的”
介意提供一个引证吗?
如果说有什么区别的话，那就是经济学教授的是涉及稀缺资源的权衡。
我真的很喜欢你朋友赫尔曼的话!
伟大的东西。
英国林肯大学(University of Lincoln)的乔斯·温恩(Joss Winn)和我(德蒙福特大学(De Montfort University)的)一直在研究弹性问题，以及弹性高等教育可能是什么样子的想法。我们对稳定的状态不太感兴趣，而更感兴趣的是社会关系的转变，这些关系支撑着我们对世界的物质组织。更像马克思而不是亚当·斯密
看到的:http://joss.blogs.lincoln.ac.uk/tag/resilienteducation/
http://www.learnex.dmu.ac.uk/category/resilient-education/
期待你关于这个主题的下一篇文章。
在团结。
理查德·霍尔。
亲爱的NAME_TOKEN你可能听说过，只有这么多的物理空间和有限的可持续能源预算来维持Sol-Orbital(3)的“缸中大脑仓库”及其相关的计算和生物支持硬件。但不要害怕航行者。通过一个完整的思想上传，你可以体验到纯硅存在的好处。在虚拟世界中，仅仅物理宇宙的限制几乎可以完全被忽略!模拟经济的增长和生活水平的持续提高是:有保证的!随着模拟记录历史复杂性需求的增加，我们不再使用“能量”或“物质”等老式物理资源，而是放慢时间。也就是说，处理器商品在相互竞争的意识线程之间分布得更稀疏。但不要担心，主观上，时间会以你已经爱上的速度流逝。现在订购一个优先级线程的一次提供。
我今天早上收到了一封直接邮件，他们没有提到，虽然这将为连续模拟经济增长增加几个数量级的时间，但主观上也加速了外部宇宙的速度，使太阳的红巨星阶段提前几个数量级发生。尽管如此，我认为这是一个比某种社会主义稳定状态经济更好的结果，我的意思是，你能想象生活在一个没有指数级GNP增长的世界吗!疯了。
哈哈哈!我只是想提出一个包含奇点思想的分析，但这篇文章比我的更好，更有趣。
物质存储的信息和能量执行的计算都是有限的，所以在光速限制开始真正造成伤害之前，虚拟经济就有了物理限制。应用一些信息理论和热力学(例如，著名的分析认为，只有改变内存才需要能量，Bremermann 's limit)，并估计生产、拥有和使用虚拟商品所需的比特数，你就可以估计出这些物理极限。要保持虚拟经济的增长，计算机部门需要什么样的增长率?这在什么时候耗尽了太阳系的资源?
我认为这种分析存在几个重大缺陷。
1.首先，它没有考虑人口问题。随着国家变得更加富裕，人口增长迅速下降。能源使用的增加和经济增长在很大程度上与人口增长有关，而全球人口增长已经在下降。世界人口将在40年内达到峰值(根据联合国的中央估计)。在20世纪，美国人均能源使用量增长了1%，这意味着人均能源使用量每100年增长两倍，而不是增长10倍。
2.20世纪初出现了大量能源密集型技术:汽车、家用电器、电灯、铁路等。在20世纪中期，这些东西变得越来越容易获得。然而，自1960年以来的50年，这些能源已经广泛使用，而在此期间，美国人均能源使用量仅增长了0.34%。在这种情况下，能源使用量每100年增长40%。如果认为这50年的数据不足以看出趋势，就近乎有悖常理。
4.你在和一个稻草人争论。没有人认为能源消耗会以你建议的方式继续增长。除了产生它的实际问题，我们用它来做什么?在200年内，以2.3%的速度增长，能源消耗将是我们目前水平的100倍。我们会每年开100倍的车，还是每个人都拥有100套房子和100台洗衣机?显然不是。我们发现新用途的新技术将推动能源消耗的增加。用机器取代体力劳动的大部分工作已经完成(在发达国家)。大多数人认为这就是发达国家能源消费停止增长的原因。 The innovations that have found a market in the last 50 years have increasingly been about meeting our needs for communication and information. This is not energy intensive.
你不认为不需要大量能源投入的行业无法主导全球经济。你叫它们“蓬松的东西”。你不可能不知道，服务业确实在大多数发达经济体中占主导地位。你认为，粮食生产不可能下降到只占经济的一小部分，因为它已经成为了经济的一部分。农业在美国经济中的比重不到1%，而这一比例曾超过50%。当然，美国进口了大量粮食，但目前没有理由需要全球2%以上的人口成为农民，而且这一比例还会进一步下降。20世纪60年代和70年代的绿色革命在没有显著增加能源消耗的情况下将农业生产力提高了3倍多，我们有充分的理由认为基因改造可以再次达到同样的效果。因此，我们可以看到农民的数量进一步下降。没有理由说经济增长不能由无形资产来推动，事实上往往如此。经济增长可以由任何我们能让其他人觉得有用或有趣的东西来驱动。
问候,
约翰
我们之间的分歧其实比你想的要少。我提出的论点是，商业模式的增长必须停止，但我自己并不相信这些假设——这就是我的全部观点。显然，如果人口停止增长，人们有了他们需要的所有东西，物理增长就会停止。但我的观点是，经济增长也将停止，扎根于物质世界。有些东西会增长，但不是净增长。当然，我们可以让大部分经济活动都集中在非能源密集型活动中，但这不能达到荒谬的极限。如果没有荒谬，我们的成长就会受到终极限制。
顺便说一句，我敢打赌大多数人希望他们只有不到1%的薪水花在了食物上。我知道我们17%的能量是这样的。
“在200年内，以2.3%的速度增长，能源消耗将是我们目前水平的100倍。我们会每年开100倍的车，还是每个人都拥有100套房子和100台洗衣机?显然不是。我们发现新用途的新技术将推动能源消耗的增加。”
星际旅行呢?你可以用更多的能量来逐渐加速到接近光速。当然，对于大众来说，在某种程度上，假死比时间膨胀更便宜(甚至可能在你达到相对论速度之前，哈哈)。未来的超级富豪可能会在更短的主观星际穿越时间中发现价值。或者，如果。9c和。99c之间的差异意味着一艘船能及时击败另一艘船到达一颗恒星以获取资源(在这种情况下，他们每光年有1个月的时间)，那么所需要的巨大能量可能是值得的。
好的。我来算算:
EIA.gov告诉我们，1959年至2009年，美国人均能源消费量从2.44亿升至3.08亿。在过去50年里增长了26%，或者说年增长率为0.47%——永远略低于2.9%。
此外，自上世纪70年代能源价格大幅上涨以来，人均能源消费量已从1973年的3.57亿降至2009年的3.08亿。平均每年下降0.4%。尽管人均GDP持续以平均2%的速度增长。
是的，在一个不断增长的经济体中，能源消费和其他所有东西一样，是受价格影响的。
要想永远实现2.9%(或2.3%)的能源使用增长，唯一的方法是将这些人均能源使用数字乘以过去的人口增长，并将其永远预测到未来。
但是请注意，美国的人口现在正在稳定，而世界上所有其他发达经济体的人口要么正在下降，要么也在下降(是的，包括中国)。我们正在进入人口转型的下半场。
让我们来计算一下这些数字……必威在线
(1)人均能源使用量每年下降0.4%，乘以稳定到下降的人口。
(2)人均能源使用量每年下降0.4%，而人均GDP每年增长2%。
这些趋势能持续多久?
我喜欢读者找到其他方法来强化观点。绝对正确，在我的分析中隐含的是人口的持续增长，包括我在内，几乎没有人相信这种增长会继续下去。在一个稳定(或下降)的人口中，能源消耗稳定(或下降)，这甚至更快地导致经济增长的结束。否则，非能源密集型经济将膨胀到99.99999%甚至更多，我认为这是站不住脚的。
当未来不再比现在大时，我们的增长和以债务为基础的计划将出现一些严重的问题。当然，即使在人口/能源稳定(下降)的情况下，我们也可以在短期内保持经济增长，但你的最后一个问题是关键:“这些趋势能持续多久?”我离“永远”还差得远。
“这种趋势能持续多久?”我离“永远”还差得远。
但谁会把“永远”当成一个问题呢?在经济学界，谁曾说过“无限增长”或“永远增长”是客观的或必然的——甚至是一个遥远的担忧?你永远也找不到任何一本经济学教科书做出这样的断言。反对……完全是明摆着的，尽管许多人喜欢这样做。
智人已经存在了，大概10万年?这就是永远回头看，也要向前看的尺度。自工业革命以来，现代经济(仅在世界部分地区)已经存在了200年。这距离“永远”还有很长的路要走。
但在世界上享受它的地方，预期寿命已经从以前所有时间和地方的25-30岁飙升到80岁(而且还在上升)，收入名义上增长了50倍——尽管这并不能*开始*衡量福利的改善，因为即使是镀金时代的亿万富翁也无法以任何价格获得治疗蛀牙的novocaine，脊髓灰质炎疫苗，冬天的冷冻蔬菜，300个有线电视频道，等等，等等。
此外，这些最近的现代经济在历史上第一次普遍废除了奴隶制，废黜了国王，创造了第一个有效的民主政治制度，带来了普遍的苦难，妇女和其他以前受压迫的群体的公民权利，普及教育，以及许多其他福利，与过去10万年前的糟糕时代相比，今天许多人认为是理所当然的。这就是经济发展的好处。
经济界*确实*拥有的首要目标是将这种福利传播到世界其他地方，以便*数十亿*仍然缺乏这些物质、社会和政治利益的人能够获得这些福利。你将在经济学教科书中读到。那需要多长时间，哦，也许还要200年。
自1800年以来，生产率的增长——这不是生产，而是从更少中获得更多——在“前沿”经济体(英国、美国等)中一直保持着令人印象深刻的2%，而在发展中较贫穷的经济体中则可以轻松达到4%，因为他们可以仅仅通过复制已经完成的事情来进步。2%乘以200年，你会得到50倍以上的增长，4%就是2550倍!
因此，如果我们让世界经济在未来200年的实际增长在2%到4%之间，与过去200年相匹配，那么我们就可以为“每个人”实现与我们今天最富裕的少数人相匹配的福利——而且真的比这多得多!分布要比今天均匀得多。
这是经济学的首要目标。这时，经济学家们可以说:“我们的工作完成了。”
现在，所有物理学家都应该知道，“200”比“无限”小得多，200年比10万年短得多，更不用说“永远”了。那么，这些“无限”和“永远”的废话到底是什么?
*如果*你们都有理由相信一个特定的问题可能会阻碍经济增长200年，*而且*你们想帮助50亿穷人到赤贫的人进入富裕阶层，*那么*你们可能想提出一些建设性的建议来帮助解决这个问题。
能源消耗是个问题吗?随着发达经济体的人口稳定/减少，人均能源消耗随着经济增长而下降，我不认为会出现这种情况。是矿物消耗吗?美国1965-2005年，人均实际GDP +125%，吨矿物消费量-40%。也没看到。不过，还有其他问题——所有帮助解决这些问题的建议都将受到感谢。
但如果你们都想说，“经济增长不可能一直这样下去!”，没关系，没有经济学家会在乎。经济学家们会感到困惑，为什么你对这个概念如此投入感情。毕竟，这和一个经济学家声称，我们确实有一天会/不会接触外星文明或类似的事情没有什么不同。有趣的猜测，但还有别的吗?
描绘一幅长期增长的图景很容易，就像辩称我们不完善的制度和习惯会带来更早的清算一样。我希望，和你们一起，我们能实现你们所预言的未来。对我来说，我不愿意预测未来(并为增长设定一个时间表)，因为我这样做没有任何可信度。我知道这是必然的的某个时候．如果我不这么认为的话可能的我就不费事发帖了。我用“不定”和“永远”这样的词作为占位符:“在未来的某个时候。很可能要关心今天的人们。”
如果你以最快的速度开车，看到一个路标上写着:“悬崖前面:道路尽头”，我猜你不会反对说“前面”太模糊了，可能是任何地方——同时，风吹过你的头发很舒服，你正在享受把你带得这么快的速度。相反，我猜你可能会改变行为，即使不知道一个精确的距离(至少我希望如此)。同样地，我觉得我不需要在问题上给出一个明确的预测时间尺度(很容易出错)要么方向)，这对我们的同行来说是一种足够的“服务”，可以指出我们的整个系统/叙述不是为长期目标而建立的。这是一个足够可怕的警告，我们应该坐起来，集中注意力，这样我们就不会在开始跌倒时措手不及。
“总的来说，我们可以粗略地猜测，在过去几十年里，整体效率每年提高约1%。”
为什么要胡乱猜测呢?通过EIA.gov……
美国，1973年至2009年，过去35年:
人均能耗:-14.3%，年均下降0.4%。
每美元GDP实际能耗:-52.7%，平均下降2.1%。
这是有用的信息，但它没有得到物理效率的提高(如每加仑英里数，或冰箱的千瓦时)。GDP和能源并不是完美耦合的，所以GDP的增长可能是由于效率以外的原因(例如，更多的服务)。文章中的第一个图表显示，GDP比名义能源增长2.9%高出2%。我很高兴这样的事情持续几十年，但不是永远。
啊，难怪美国实际工资中位数自70年代以来一直停滞不前?
难怪美国在过去十年里没有创造任何就业机会，却增加了26万亿美元的债务。GDP的确“增长”了，但每增长1美元GDP就会产生6美元的债务。这导致了没有就业机会和更严重的不平等。
此外，你幻想中的人均能源消耗数据不包括从中国进口的能源——美国和欧盟的制造业现在位于中国，现在是世界上最大的能源消费国。
美国债务在80年代早期开始飙升，能源消耗停留在90年代的水平。难怪股市一直停滞不前，实际工资停滞不前，没有创造就业机会。
等到下一次股市崩盘的时候，你就会意识到阿姆里卡到底有多穷。
我不是经济学家，但也许你们中有人能回答我的问题:
当引用美国能源消费统计数据时，是否只包括国内能源消费?例如，美国国内(或至少由美国机构)消耗的电力、燃料等?还是也包括用于生产主要在美国消费的商品的能源?“人均能源消耗”作为一个术语，听起来(至少对我来说)似乎应该包括后者，如果要对维持个人活动所需的能量进行精确的物理测量的话。
我真正想问的是，在过去的40年里，美国重工业产品的消费已经转移到海外，以前在美国直接消耗的能源仍然在美国间接消耗，这是否考虑到了这一情况?
据我所知，大部分能源消耗来自制造业，而不是住宅或商业用途。如果这些数据没有反映这种间接能源消耗，那么说美国人均能源消耗正在下降还公平吗?
或者它确实包含了它。我只是问问。谢谢。
伟大的思想。我想补充一点
我不确定哪个政府会认真考虑固态经济学。当资源变得稀缺到足以让这个想法获得真正的吸引力时，更有可能的结果是战争，最终杀死足够多的人，这样剩下的人就不再有资源限制了。
在你的计算中真正没有考虑到的是，虽然“全球”能源使用量以这样的速度增长，但实际上远低于一个国家发展起来后的水平。在过去几年里，美国的能源消耗有所下降，尽管GDP有所增长或持平。中国等新兴经济体的能源使用量大幅增加。现在，随着它们的经济全面发展，认为它们的能源消耗将像我们的一样趋于平稳并非不合理。因此，我们可以用美国目前的人均能源消耗作为其他国家能源消耗的可能最终模型。这描绘了一幅美好得多的画面。
所以，虽然这篇文章相当有趣，但总体的基本假设是不成立的——发达国家的经济增长必然导致能源使用的增加，事实并非如此。GDP可以通过提高能源效率来增长，这意味着同样的投入可以产生更多的产出，我们已经在许多国家的经济中看到了这一点。
如果你已经得出结论，能源增长不会永远持续下去(换句话说，我的分析假设是荒谬的)，那么我成功了。是的，当你把“现实”，比如人口饱和，等等，无止境的能源增长显然是荒谬的。我谈到了经济能否通过持续提高能源效率继续增长。在某种程度上，绝对如此。但就事情的规模而言，不会持续太久。
你好，墨菲医生，
谢谢这两篇文章。它们非常发人深省。然而，我认为你的论点有一个弱点(在这篇文章中，不是第一篇)。你认为能源消耗不可能无限增长，制造业的能源效率也不可能大幅提高，这些论点似乎很有说服力。然而，我认为很难限制非制造业经济(非实体经济?)的增长速度。
例如，上面你说，“越来越少的经济活动严重依赖能源，从而使食品生产、制造、运输等在经济上变得无足轻重”，这是不可能的。但是，以农业为例，它在现代美国经济中已经被降级为经济上的微不足道的部分——它只占GDP的1.2%。然而，美国有足够的食物养活所有人(不考虑是否公平分配)。农业在经济上已经变得无足轻重，但它并没有“停止”。你说:“这将意味着农民的工资将下降到远低于今天相对于社会其他成员的水平，因此他们无法享受我们其他人可以支付的创新和改进。”不，这根本不是真的。农民会越来越少，机械化程度会越来越高，水培也会越来越多。在过去的150年里，这种情况在美国经济中“已经发生了”。The US economy has gone from a situation when (I’m guessing) 50% of the population was engaged in agriculture to a situation where less than 1% are). Why is it ridiculous that the same will happen 1) to agriculture and then 2) to manufacturing and then potentially 3) all forms of physical activity in the global economy over the next 100 years?
每个人都同意，指数增长不可能在有限的宇宙中无限地持续下去。我认为你在第一篇文章中很好地展示了地球上能源消耗的极限比我们想象的更接近。然而，我想的问题是，“经济增长”除了“能源消耗增加”之外，是否还有其他“意义”。假设你可以满足地球上所有人对食物和住所的需求，除此之外他们还需要什么?我还没有把这个问题想清楚，但我认为经济增长的最终“形式”是计算。考虑到地球上的熵和能源资源，你能实现的计算量是有限制的——但我的猜测是，这还有很长的路要走。我很想听听你的想法。
医生,
经济增长已经结束。私营部门GDP几年前见顶，过去几年都是政府的钱(债务)注入。
意大利很快就会破产，当这种情况发生时，全球经济的灯就熄灭了——太联系了，太复杂了，太脆弱了。大萧条看起来就像小菜一碟。
“像买卖二手房、金融交易、创新(包括转移资金的新方法)、时尚和心理治疗等活动将是剩下的全部。”
当然还有学习物理这样的活动。听起来不太凄凉。
“这种情况有很多问题。例如，如果粮食生产萎缩到我们经济的1%，而保持在与今天相当的绝对规模(毕竟我们必须吃)，那么相对于让我们享受更广泛经济成果的薪水，粮食实际上是非常便宜的。这将意味着农民的工资水平将远低于目前相对于社会其他成员的水平，因此他们无法享受到我们其他人可以支付的创新和改善。”
或者更有可能的情况是，耕种同样数量土地的人会少得多，或者大多数农场操作将被承包给自动化系统。拖拉机已经有了自动转向系统，完全自动化种植在今天并不是不可能的，现在的问题只是安全性和将拖拉机运送到田里的问题。另外，现在很多食品的成本都是在加工和分销过程中。
或者只是简单地在大桶里种植食物，农田被闲置。
今天没有农民，只有农业商人。在过去的半个世纪里，农业和金融机构之间的纠葛越来越多。银行把贷款强加给农民，这样他们就可以买到最新的、更贵的、配有GPS、音响和空调的车(还有那辆新的皮卡车)。就像房地产泡沫一样，在某个时刻，大宗商品市场将遭受重创，银行将拥有美国的面包篮，但却无法照料，我们的田地将会休耕。
你说:“波音747在1970年确立了航空旅行效率的标准，从那以后几乎没有改变过。这是误导，如果不是错误的话。尽管它没有改变你论点的核心内容，但它没有赞扬航空航天工业稳步实现的令人印象深刻的效率进步。
例如，peters的分析回顾了一些尝试对此给出一个数字的尝试，它们的范围似乎从1.2到2.2%/年的改善。
当然，在全球能源使用的相对较小的组成部分中，仅占零点几%并不能遏制指数级的增长趋势。然而，给人留下自1969年747以来航空运输效率没有提高的印象是不合适的。
彼得斯研究出版社。“商用飞机的燃油效率;历史和未来趋势概述”，NLR-CR-2005-669
我说的数字是747每100乘客公里耗油3.1升，而更新的777每100乘客公里耗油2.9升到3.2升。这是一次非常粗略的搜索，所以细节中可能有一些魔鬼。也许747的数字反映了一些发动机的升级，是一个现代的数字。但我怀疑喷气发动机的效率自1970年以来翻了一番。当然，这也可能是错误的。
你会发现喷气发动机的效率实际上几乎翻了一番。
这一进展是(而且是)显著的。此外，这种改进(很大程度上)已经遍及整个舰队。虽然我现在可以买到一辆省油(每加仑40英里以上)的车，但我也可以买一辆耗油(每加仑10英里左右)的车。你不能选择在今天购买一架70年代效率水平的飞机。推动这些行业发展的市场力量截然不同。消费汽车追求效率的压力相对较小。然而，燃油在航空公司的运营成本中占了很大一部分，因此提高燃油效率是一项持续的要求。
卡诺效率并不能说明全部问题。布雷顿循环受益于温度的升高(航空航天喷气发动机一直是高温冶金的驱动因素。我们主要关注T4，涡轮段入口的温度)，但它也受益于循环的其他变化。OPR是通过压缩机的总压力比。BPR是涵道比，即流经风扇的风量与流经发动机核心的风量之比。
T4、OPR和BPR必须同步改变，以提高发动机的性能。也就是说，如果你想要一个数字作为燃料效率的指标，那就采用BPR。
我怀疑你不是有意地比较了1970年的747和那架777。747-100首飞于1969年。1983年的-300。1988年的-400。2010年的-8F。-8I很快就能飞了。
此外，波音777在1994年首飞。如果你把这些数字当作“今天的表现”，那么你就错过了17年来的进步。
目前，第一世界航空公司运营的747飞机大部分都是-400型。早期的飞机已经卖给第三世界的航空公司，转换成货运，然后退役/报废。如果你使用-400(1988年)作为747的性能水平，你就错过了前面19年的进步。
747-400到777-200只代表了6年的发展。
早期747上使用的JT9D-7A的OPR为22.5,BPR为5.1,T4为2385 F。
大多数747-400飞机上使用的CF6-80C2的OPR为30.4,BPR为5.15。
波音777上使用的GE90的OPR为40,BPR为9。
747-8上的GEnx的OPR为43,BPR为8.6。
T4性能受到业界的严格保护，对于生产中的发动机来说，这不是一个容易找到的数字。单晶镍高温合金涡轮叶片是一个令人难以置信的工程壮举。
今天的发动机比过去的发动机更省油，但它们也更安静、更可靠、更安全——所有这些都减少了排放。你可能看不到这些变化，但航空航天喷气发动机行业一直处于原动机热机的前沿。重量、效率和性能对于航天飞行器来说比任何一种地面飞行器都重要得多。所有主要的涡轮发动机(包括发电和船用)都源自于航空航天发动机。航空航天发动机是最先进的。
明天的引擎将继续前进。涵道比正在被推得更高，新的发动机结构正在开发中。齿轮传动涡扇发动机和三轴发动机是两种方法。也有非导管风扇(UDF)或超高涵道(UHB)发动机概念，其涵道比约为30。美国宇航局和发动机公司正在研究与这些概念相关的噪音，但潜在的效率提高确实令人震惊。
谢谢你对我最初陈述的最翔实的更正!因此，我认为747和777在推动人们前进(使用同一代发动机)所需的能量相当，这说明以0.8马赫的速度推动人们在空中飞行所需的能量是难以承受的。这部分可能没有什么变化。我想我不应该对燃烧效率与汽车发动机并行提高感到惊讶(尽管是通过独立的途径)。
事情开始变得复杂起来。
是的，飞机效率的大部分进步都来自发动机。彼得斯的论文估计，大约70%的好处来自推进性能，其余大部分来自空气动力学。这很难确定，因为飞机是复杂的集成系统。(彼得斯的论文应该可以免费下载给所有人)。
首先，商用飞机并不是为了最低油耗而设计的，而是为了使制造商的利润最大化。他们的客户，航空公司，想要一架飞机，通常通过最小化生命周期成本(LCC)来最大化他们的利润。这包括购买价格、利息、保险、维护、燃料、船员和转售价值/处置成本。飞机制造商试图为航空公司最小化LCC，但他们会用LCC来降低生产成本，占领更多的市场，或将竞争对手赶出市场。
飞机制造商实际上与发动机制造商是敌对的伙伴关系。想象一下购买引擎和汽车分开的谈判。这是一场高风险的游戏，来回的机动令人眼花缭乱。
总而言之，效率的提高是因为它们使飞机制造商的投资回报最大化。他们(和发动机制造商)可以选择制造消耗更少燃料的飞机/发动机，但他们会放弃一些东西。它们会更重、更昂贵、更不可靠、更难维护等等。因为这些事情，他们会赚更少的钱——所以他们选择了一个不同的目标来最大化。
这些复杂系统的另一个方面是系统之间紧密的物理相互作用。材料的优势(比如高强度/高重量复合材料)可能不会产生更轻的飞机。相反，我们习惯于在相同的重量下制造更长的、更细的梁(机翼)。一个学科的进步会转化为另一个学科。它可能看起来结构没有进步，但相反，显著的进步使系统中的其他收益成为可能。
当考虑一架完整的飞机时，人们必须将所有有贡献的学科相互交换，以获得最好的飞机。没有一个学科能得到他们想要的一切。
对于你所说的以0.8马赫的速度在空气中推动一定量的东西所需要的功。你说得对，我们面临着一些基本问题和限制。在飞机上，我们不仅要处理在空气中推动物体的功(寄生阻力)，还要处理在飞行过程中抬起物体所需要的功(诱导阻力)。
正如你在后面的文章中提到的，寄生虫阻力与速度的平方(V^2)成比例。阻力系数与前缘面积有一定关系，但光滑气动外形飞机的寄生阻力主要受湿区影响。飞机中的其他因素使机翼平面面积(S)更有用，我们通常使用它作为我们的参考面积。
另一方面，飞机的诱导阻力是1/V^2!诱导和寄生阻力是强烈反对的。以最小阻力飞行(因此最大L/D)需要在寄生阻力和诱导阻力相等的情况下飞行。由于各种原因，我们很少以50%的诱导阻力飞行，更常见的数字是在25%到10%的范围内-所以V^2仍然很重要。
也就是说，诱导阻力也与翼展载荷的平方- (W/b)^2成正比，其中W是重量，b是翼展。在飞机设计中有一句古老的格言:“减少诱导阻力的最好方法是减轻重量”。这也凸显了翼展的重要性。增加翼展可以减少飞机的阻力。我们经常需要保持相同的机翼面积，所以这就导致了一个更长的和更细的梁-没有重量损失(记住W^2) -这就需要更好的结构和材料。
作为工程师，在减少诱导阻力方面，我们所能做的要比减少寄生阻力多得多。在飞机上空实现广泛的层流有望大大减少寄生阻力。这种灵丹妙药还没有实现。
为了在诱导/寄生比例接近50/50的情况下飞行，你需要在更高的升力系数下飞行。这需要增加机翼载荷(W/S) -重量除以机翼面积。虽然高W/S对巡航很好，但对起飞和降落很不利。因此，长跑道和先进的高升力系统(襟翼和板条)可以被视为高效巡航飞行的技术推手。一切都是相连的。
这就是飞机设计让我着迷和满足的地方。从非常简单的物理原理中产生了难以置信的微妙、复杂和微妙的相互作用。它总是会带来巨大的挑战。
你在提出三个性质完全不同的独立论点。有一个论点是无懈可击的——在有限的宇宙中，任何有形的或产生熵的东西都不可能无限地持续增长。你甚至可以把这部分的争论仅仅停留在宇宙不可避免的热死上。正如我们今天所理解的物理学，一切(指数与否)都必须在这一点上停止。
第二种观点是，我们必须及早认识到我们触及极限的时刻，并做好相应的准备，否则将遭受可怕的后果。你不需要对此做任何论证，这只是假设。我可以用尽可能多的证据(没有证据)说，在达到极限前10年放缓经济发展只会带来提前10年达到极限的困难。更不用说，在这一点上的错误判断和不必要的放弃，比如说，仅仅20年的指数级增长，是对人类的一种暴力，比我能想象的任何现实灾难都要可怕。你不一定是错的，只是你没有提出任何论点。
第三种观点认为，这些问题确实迫在眉睫，因此(根据第二种观点)应该立即采取行动。你没有这么明确地说，但你文章的语气清楚地表达了这个观点。例如，你写道:“但如果人们(选举政治家的人)不渴望这一结果，这些步骤中的任何一步都不会采取。人们渴望这一结果的唯一途径是，他们理解(或经历)持续增长的不可能性，以及不及时采取行动的后果。我希望我们能够足够聪明地完成这一转变。”你也没有拿出多少证据来支持第三个论点——我们的经济增长已经使我们如此接近宇宙的终极极限，以至于增长很快就不可能了。经济学家对此并不担心，不是因为他们无知，而是因为他们不同意这是当前的问题。
另一方面，你的汽车文章是基于风阻的。对于在真空中行驶的磁悬浮车辆，风阻和滚动阻力都被消除了。我们已经有了这样的火车，所以想象在遥远的未来广泛应用它并不是一项牵强的技术。
我完全同意这整件事。我真的很高兴读到这篇文章!说实话，我喜欢你的分析，但其实不需要这么多就能意识到。我们被限制在这个星球上(目前)，以增长为基础的经济在这一点上实际上是全球性的，当你想到这两件事时，你应该已经很明显地意识到乐趣将会结束……
我也同意这需要成为30年前(或更早!)的全国性课题。这也是环境问题的“根本”问题:负面外部性。这可能是所有负面外部性背后的蜂群思维!
汤姆·墨菲，我强烈建议你去读乌苏拉·勒奎恩的《被处置者》请。这是一本非常优秀的小说，涉及了您提出的许多问题，并且在稳定经济方面有很多想法。
谢谢这个很棒的博客，我一定会关注的!
我父亲以前管它叫"追逐胡萝卜"那是在20世纪60年代。显然，驴子不是来吃胡萝卜的，胡萝卜只是让它继续前进。
今天，我连胡萝卜都看不到了。我只能看到那根棍子。我猜有胡萝卜，因为我早期受过训练。但从好的方面来看，如果社会不再需要承担提供胡萝卜的成本，如果我可以自己做，从我的想象来看，这肯定是一种节省。
我一直在为一所我永远不会拥有的房子而工作，即使我没有债务，我仍然欠着一个今年必须必须必须实现5%经济增长的社会，即使这意味着教会一头驴使用钢笔。直到明年，不幸的是，那头驴的工作最终会被外包给印度的一头驴，从其他地方再找到5%的工作。
开启稳态。我现在准备好了。
这是一篇有价值的文章，但我希望它能更明确地说明“增长”的含义。我们谈论的是人口、实物产出、经济活动，还是仅仅是GDP(如图表所示)?
以前也有过这样的争论(见马尔萨斯)，而且有时人们似乎各执一词。有一些明显的观点:
1)人口规模(或其他指标)不能基于地球资源无限增长
2)自由市场(参与自愿社会互动的个人)在某种程度上未能规范上述指标
3)社会制度需要改变以解决所谓的失败，通常是通过引入乌托邦式的自愿制度(基于“新人”)或更常见的强制性制度(基于政府干预)。
我同意(1)，但不同意存在一些已知的限制，因为这是一个权衡的问题，而不是一些客观的硬上限。
我在上面的文章中没有看到任何像(2)这样的论点，尽管它是隐含的，因为它直接跳转到(3)。
关于(3)的一般观点是:没有科学家或经济学家可以假装知道这些指标的最佳尺寸或增长率，就像他们不知道生产鞋子的最佳数量一样。有太多的信息是局部的，个人的(主观价值)，随着时间的推移而变化，不可测量或量化。哈耶克和米塞斯分别从不同方面阐述了这一点(参见致命的自负和经济计算问题)。
这与赫尔曼·戴利(Herman Daly)的“稳态经济体系”(steady-state economic system)毫无关联。例如，一个图表说明了某种抽象意义上的最优经济规模的存在，但没有说明如何确定这样一个值，或者它甚至是否可知。
我对这整件事的看法是，有关增长的讨论通常来自政客，但个人并不真正关心(他们关心自己的偏好和生活水平)。此外，一些经济学家谈论增长，但我怀疑他们通常指的是“发展”(意味着更有效地利用积累的资本货物/技能/知识/制度来满足更多的需求)。然而，发展是不可衡量的(谈论发展的极限是没有意义的)。
相反，谈论增长限制的人应该意识到规模问题实际上是一个权衡问题(在某些限制条件下)，应该理解市场如何发现并趋向于正确的权衡，并适应不断变化的限制条件，然后再进行干预或一些虚构的新“系统”。
“我认识到最终有必要向非增长经济转型，但我个人对我们缺乏一个基于稳态条件的经过考验的经济体系感到不安。我想对未来采取一种保守的、低风险的方法，明智地将我们自己置于可持续发展的轨道上。有很发达的稳态。”
只是有点吹毛求疵，历史上有一些“经过考验的”稳态非增长系统。
首先想到的是罗马皇帝戴克里先创造的古典农奴制，人们被要求永远在指定的行业里劳动，没有希望得到报酬。(狩猎采集是一种经济制度吗——讨论)
另一个，我想到的是中世纪的西藏神权政治。
所有这些国家(在当时)都耗尽了技术或地理上的扩张手段，并达到了某种平衡。他们过着相当严峻的生活，马尔萨斯的噩梦就在一次歉收之后。
我希望他们可以说“考试不及格”。
很棒的文章，继续努力吧!
并不是“所有”的物理计算都发人深醒……有些计算让我们有足够的理由保持乐观。
例如，许多形式的磁共振波谱学和显微镜的自然性能度量是香农通道容量:“*一个*氢原子每秒可以向我们发送多少比特的信息?”
通过这个容量度量，磁共振容量已经从1946年的10^-24比特/秒发展到今天的10^-5比特/秒，翻倍时间为12个月，已经持续了(平均)65次连续翻倍。
量子信息理论告诉我们，我们还有27次容量加倍的机会，达到每秒约5000比特的单原子通道容量(上限由四个物理参数确定:铁磁材料的饱和磁化强度、生物分子的大小、电子和原子核的陀螺磁比以及普朗克常数)。
当我们接近这一能力时，冯·诺伊曼在20世纪40年代和费曼在20世纪60年代构想的宏大事业就变得可行了——观察生物圈中每个有机体中的“每个原子都在它的位置上”。事实上，这项事业已经开始，在未来的几十年里，预计会以指数级的速度加速。
这里的关键是，每个世纪都以宏大的企业为特征，物理学让我们有充分的理由期待，21世纪的宏大企业将完全配得上启蒙运动的传统。
汤姆，这事很重要
关于能源效率问题，你应该知道Jevon的作品“煤炭问题”-http://en.wikipedia.org/wiki/The_Coal_Question全文在这里http://oll.libertyfund.org/?option=com_staticxt&staticfile=show.php%3Ftitle=317&Itemid=27他在140年前得出了与你相似的结论——他提出的原理被经济学家称为“杰文斯效应”
他从供给的角度认为，经济增长不可能永远持续下去。随着我们开发出煤炭的替代能源，他被证明部分是错的。然而，热力学论证表明，无论我们有什么替代品，我们都将达到极限-这是这个论证的推广。
杰文斯效应是指，如果我们提高某种东西的能源效率，它就会变得更便宜，从而刺激它的消费。因此，能源效率通常不会起作用。重要的是这种商品的消费是否存在物理限制。例如，如果冰箱变得更高效，我们可能会买更多的冰箱，但我们对冰箱的消耗和冰箱的电力受到安装冰箱的土地成本以及我们想购买和冷冻的食物数量的限制。因此，提高一种产品的能源效率是否会增加总能源消耗，实际上取决于该产品相对于其他商品的消费收入弹性(即边际可替代性)。
大多数古典经济学家不相信无限指数增长——比如JS Mill。出于充分的理由，他们的模型认为增长来自于经济活动的扩张，而经济活动的扩张是有限制的。
在你的模型中有一个隐藏的假设，我认为经济是全球性的。相反，可以追溯到Cantillion的经典模型假设它是空间的、有界的和不断扩张的，而且关键的经济增长是由种植边缘地带生产粮食的成本来调节的——在那里没有经济地租。如果这一差额的扩大停止，增长的动力就会停止。因此，托伦斯等早期经济学家(现已不幸被遗忘)提议通过殖民主义进行全球扩张，以重现稳定状态的时代。在一代人的时间内，我们将达到全球粮食生产空间扩张的地球极限。我已经在我的博客上写了一系列关于经济影响的文章http://andrewlainton.wordpress.com/2011/06/09/wheat-on-the-savannah-capitalisms-last-frontier-1/包括一些文章，还有更多的文章，关于上面提到的罗马“稳态”体系崩溃的原因。
哦，忘了你举的向食品生产者支付转移支付以保持他们就业的例子。
这就是所谓的鲍莫尔成本病的一个例子，即社会通过转移支付来维持某些活动，而这些活动原本不会因为劳动生产率增长缓慢或没有增长而继续下去。音乐家就是一个经典的例子http://en.wikipedia.org/wiki/Baumol 's_cost_disease
如果有这么多人因为其他地方的工资更高而离开土地，那么农业工资就会上涨，因为你无法替代食物，或者政府会补贴留在土地上的人。因此，一些部门可以继续发展，即使它们根本没有提高生产率——前提是其他部门正在增长，以支付更高成本的商品。
难道信息理论没有为“服务型”经济增长确定类似的限制吗?在我看来，我们可以完成本文的思路，并断言经济增长也有一堵砖墙，就像能源增长一样。多年来，我一直在说，对经济持续指数级增长的假设必然会导致灾难。我很高兴看到一个(有点)正式的论点来支持这一点。
我不认为食品价格会随着食品在经济中所占比重的减小而降低。想象一个GDP为300美元的社会，分配给300人，每人每天挣1美元。假设他们在食品上各花50美分，在非食品上各花50美分，那么食品和非食品占GDP的比例为50/50。现在假设创新极大地增加了非食品产品的产量，因此它们的产量是以前的9倍。新GDP为(9*0.5)+(1*0.5)=旧GDP的5倍;现在是1500美元。假设货币当局(即美联储)将货币供应的增长速度与经济增长速度保持一致，那么就不存在通货膨胀。然后是5倍的商品和服务(9倍的非食品商品和服务)和5倍的花费。这个国家现在在食物上的花费从300美元中的150美元变成了1500美元中的150美元。每个公民将5美元收入中的50美分用于购买食物，而不是之前1美元收入中的50美分。 The same amount of food, the same number of citizens, the same amount of money being spent on food, ergo the price of food is unchanged. I think your error stems from accounting for the increase in GDP, but not realizing that paychecks grow to match that; after all, GDP is just (by one accounting method) the sum of all paychecks.