人类为什么要做垃圾分类?

2020-05-03 0 作者 墨冰土

从物理学角度讨论一下这个问题。

 

1、在垃圾处理这一问题里,“熵增”到底是什么?

除了信息层面的无序性外,熵在此处应被视作衡量系统做功能力丧失程度的指标。

一个压紧的气缸内,有一堆气体粒子。当我们将卡紧的活塞松开时,气体向外膨胀,就会推动活塞向外做功。过程中,气体状态的不确定性,也即熵,不断增加。与此同时,从生活常识也可知:系统在最初压紧的状态,是最有做功潜力的;而在活塞顶到头停下后,气体就彻底丧失了做功能力,这也正对应着熵最大的状态。

人类之所以要把垃圾分类,是因为不同类垃圾的最佳处理方式有区别,混在一起,就会导致:

1)可回收垃圾难以被再利用

充分的“再利用”,就是将垃圾中仍能做功的那部分能量,最大限度地榨取出剩余的价值。

相比于充分利用的情况,浪费掉可回收垃圾,显然是一种熵增

2)有害垃圾污染环境

有害于环境的那部分垃圾,若不能被分拣出来特殊处理,会污染环境,有害动植物的生长。

这种污染,并不能纯以垃圾体积的大小来看。有时极少量的污染物就能影响极大的范围,尤其是放射性物质还有一些重金属。它们会随着水、风等自然载体的活动,扩散到更大范围,并且相当不可控。这一扩散过程显然是熵增的。(比如切尔诺贝利)

我们人类的生存,依赖于摄取有潜在做功能力的能量来源(肉、粮食等),这就需要动植物的生长(从自然界摄取能量做功)也不受阻碍。

若它们长着长着就被毒死了,之前所摄取的能量,就会在利于人类生存的意义下被浪费掉,导致做功能力减少 [公式] 熵增

即便动植物还能活着长大,被我们吃掉,到了体内,它们所吸收的污染物,就会被富集在某些器官中,使人体正常做功过程(如蛋白质和各种遗传物质的合成)受到影响,出错或干脆没法继续(生病乃至死亡),也即做功能力受损[公式] 熵增

 

3)巨量的垃圾占据生存空间

即便某类垃圾不可再利用,也不算太有害,若不把这部分垃圾分类处理,而只是简单地堆在某处,总有一天,垃圾会逐渐吞没我们的日常生活场所。事实上,在一些用于堆放垃圾的地区,就有许多孩子从小成长在垃圾山旁。

若我们闻着垃圾的气息生活,可能生病、早死,或至少,也会导致学习与工作效率下降。显然,这也是做功能力下降 [公式] 熵增

若我们不得不从离垃圾很近的地方找水喝,就必须花费大量精力净化水资源,额外做很多功,导致有效做功能力下降 [公式] 熵增

若我们上班、上学,需要花几个小时,徒手翻越几座垃圾山,就会降低每日的有效工作产出,也即做功能力下降 [公式] 熵增

若我们为了方便生活,不得不在垃圾山四周建起隔绝气味与其他污染的墙,也不得不在垃圾山之间修路、建桥,也损失了本可用来做其他更有价值之事的能量 [公式] 熵增

 

2、分类垃圾这个行为产生的熵,增到了什么地方?

对规划与执行分类的人员来说,垃圾分类过程消耗人体细胞内的化学能,一部分用于做功(讨论方案与执行分类),一部分产热,耗散到环境中。熵的增量就在于后者。

这种熵增过程危害较小:

1)它不会导致大范围、长时间的负面影响;

2)考虑到现代人摄食过多又久坐不动的生活方式,它作为一种不占用过多工作时间的额外运动,可能有利于身体健康,因此还可能提升工作效率(虽然微乎其微) [公式] 熵减

3)它是人类内部行为,相对自然活动而言,可控性高(也即更有序) [公式] 熵减

对社会来说,需要额外调用一些垃圾车和每种垃圾对应的处理设备,还有制造它们所需的材料和运转所需的燃料。不过,只要进行合理规划,相对于人类各类活动导致的熵增总量而言,这只是很小的一部分。

 

3、垃圾分类减少的熵肯定小于分类垃圾这个行为产生的熵吗?

由1、2分析可知,答案很可能是:未必。

当今人类工业十分发达,我们所制造的许多污染物一旦产生,就如重金属、辐射性物质、塑料微粒等进入人体后,就难以被代谢出去一样,它们更难以被地球自然排出到外太空。

因此,垃圾污染存在相当大的不可逆性,持续时间可能很长。

导致我们生病与过早死亡的污染物,即便在我们死了烧成灰后,仍可能继续留在环境中,导致我们的子孙后代生病与过早死亡。

这也就意味着:对人类社会与整个地球而言,垃圾所造成的熵增,并不是一次性的,如果不处理,它的总量可能随着时间不断累加。

除非人类与其他多数物种都灭绝了,地球经过剧烈的地质活动重新洗牌了,那么垃圾在人道/关怀生命的意义上所造成的影响,也许就可以忽略了。不过这对人类来说,就失去了意义。

 

4、减少整个宇宙的熵增是人类生活的目的之一吗?

题目的潜台词可能在于:我们为什么不尽量减少世界整体的熵增呢?

前面我们已探讨过题目自身是否成立的问题,不过还需要指出:这一默认原则本身也并不显然成立。

我如上的分析,就是在现代社会多数人所认同的价值框架内进行的。这里所考虑的“做功”,其核心,都在于服务人类自身更好地生存下去。

我们人类希望维持自身这个系统局部的熵减,但我们活得越富足、寿命越长,需要摄取的能量和“负熵”就越多,给环境带来的负担也就越大。事实上,人类的活动,反倒使地球整体的熵增加得更快了(当然也包括宇宙整体的熵)。

谁叫我们生而贪婪呢?

但是,来都来了,贪都贪了。只能充分利用所吸取的能量,好好做功,做个有价值的生命体,尽量少制造垃圾了。

或许这样,才能减轻一点生而为人的愧疚感吧。