■我們的祖先進行農耕，可以被看成是在利用植物這種天然的「太陽能電池」來收集能源。 網上圖片上星期跟大家分享了熱力學的第二定律，根據這個定律，一個封閉、不和外界接觸的系統，會逐漸由較有規律、有組織的狀態演變成「混亂」的狀況。一顆雞蛋層次分明，算是「有組織」的狀態；所以在大部分的情況下，我們只會見到它從這個「有組織」的狀態變成「一團糟」，比如一碗蛋白、蛋黃均勻混合的炒蛋，而不會見到一碟炒蛋變回一顆雞蛋。不過上次也和大家提過，過去世界的發展，卻每每好像在反其道而行：數十億年前在地球上出現了的生命，應該是比沒有生命的化學物來得複雜、有組織；現今我們身處的現代社會，不用多說，其複雜性自然要比我們祖先的原始社會要高出許多。如此看來，世界的某些部分好像在變得愈來愈有規律了。
要逆定律而行 需固定注能量
之前也和大家說過，這並不是因為熱力學的第二定律不正確，只是它在以上提到的狀況不適用而已：一個不是封閉、與外界接觸的系統，並不能夠應用熱力學的第二定律。要維持各種各樣的「規律」，也就是要朝第二定律喜愛的方向相反而行，必須要固定地注入能量；而要維持的「規律」愈複雜，所需要的能量就愈多。由此看來，人類的發展史，其實就是一個我們不斷尋找、運用能量的日記。
如前所述，生命要比沒生命的化學物複雜，因此我們需要光合作用、進食、呼吸等等來「開發」固定的能源。一旦缺乏了能量的來源，生命這副機器將不可以再開動，生物也會慢慢變回普通的化學品，回歸大自然了。
解決了自身的生存問題以後，人類並不滿足於個別個體的複雜性之上，而是慢慢發現在「社會」的層面上，可以發展出更高的複雜性：也就是我們的社會變得愈來愈複雜，人與人之間可以有更多不同的交流。剛開始的時候，我們的祖先主要靠狩獵動物、採集野果來維生，人與人之間的連繫也相對較少，自然也不需要太多的能量來維持當時這樣社會的複雜性。
植物光合作用 吸陽光儲能量
隨後我們的祖先發現了農耕，讓我們進入了農業的時代。農業的出現一直被歷史學家認為是人類發展的一件大事，可以堪稱為一大革命。
從今天介紹的角度來看，農耕其實為我們的祖先提供了一個收集能量的方法：地球的許多能量，歸根究底就是來自於在天空閃耀的太陽。而植物能夠進行光合作用，將太陽的能量轉化為「食物」，可以算是很有用的「太陽能電池」。我們的祖先進行農耕，因此就可以被看成是在利用植物這種天然的「太陽能電池」來收集能源。收集到的這些能源，令我們的人口得以增加，繼而再發展出城鎮、國家等等的社會結構。
再從這個角度看下去，應該不難看到人類發現煤、石油等等化石燃料的重要性：我們說千年古樹，可能就是說植物最久可能生長千多年，所以我們從植物之上得到的太陽能，也就是累積了幾千年的而已。煤、石油等等化石燃料，動輒來自於數千萬年以前，是累積了這麽長久太陽能的結晶，因此是近代人類極其寶貴的能量來源。
數個世紀之前工業革命的成功，跟我們開發了化石燃料這些能源，實在是有着不可分割的關係。■張文彥 香港大學理學院講師
短暫任職見習土木工程師後，決定追隨對科學的興趣，在加拿大多倫多大學取得理學士及哲學博士學位，修讀理論粒子物理。現任香港大學理學院講師，教授基礎科學及通識課程，不時參與科學普及與知識交流活動。