第11章 奇点临近
下一次革命
人类关于未来的直觉是线性的，但信息技术却呈现指数型增长，两者大不相同。假设我走直线前进，30步就是30步。假设每一步都呈指数增长，那30步的结果就是十亿步。
——雷蒙德·库尔茨维尔：《奇点临近》
交通出行、食品营养、房屋住宅领域也即将迎来大颠覆。作者分析了2014年几大价值链的具体情况，难以得出任何定论。在价值链中，几乎所有主要组成部分都出现了多个技术突破以及商业模式，并已经可以赢利或者很快就能实现赢利，这将在未来5~10年产生重大影响。
对于社会而言，相较于已经经历数字化的行业（主要是信息行业和交易行业，例如银行、摄影、娱乐、零售和出版等），未来的颠覆更加重要。因为这些价值链很长，接近人类需求的核心领域，对于经济与环境都具有举足轻重的作用。其中涉及的数字令人吃惊，例如，在今后10年中，关于公共基础设施领域三大价值链的投资将高达60万亿美元。
本章将以交通出行、食品和建筑房屋三大价值链为例，为读者呈现光怪陆离的发展画面，同时也折射出当下前途堪忧的发展轨迹。
颠覆传统车程——下一代的交通出行体系
首先看看交通出行。共享模式、电气化、互联技术等趋势都在不断发展，自动驾驶汽车也很有可能以商业模式落地。在共享模式中，一旦汽车的利用率提升，铝材、碳纤维等轻型材料就会更受青睐，钢铁不再是多种汽车零部件“理所当然”的选择。每一种新型技术都能够在汽车行业中掀起波澜，而且优步、特斯拉等全球领先企业仅凭其中一种优势就取得了巨大的成功。当这些技术发展汇合起来，必将引起更大的震动，在未来几十年中，人均每公里的出行成本可能会下降80%。在大部分国家，汽车在机动化地面交通工具中的占比很高（欧洲的比例高达80%），这也意味着将来的交通出行体系将焕然一新。在讨论浪费现象的章节中已经可以看到，交通出行系统中仍有种种低效问题有待解决。
这里首先列举技术大趋势的某些关键案例和数据，以展现当前发展的规模。
共享模式
目前，智能手机得到普及，大数据应用广泛，共享概念赢得新一代消费者的肯定，汽车共享服务也因此遍地开花。在欧洲，汽车共享服务于2010年至2013年增长了40%。在美国，同类服务于2012年至2013年增长了24%。而且，简单的汽车共享概念衍生出了不同的模式：
• 优步、来福车、Kabbee提供网约车服务，由平台来匹配乘客与司机，司机可以随叫随到，乘客可独自乘车，也可与其他乘客拼车。
• 车队管理模式，汽车由车队进行管理，用户随用随租。这一模式的增长趋势非常迅速，以致汽车制造商明明知道这可能会引发蚕食汽车销量的风险，但仍然决定进军这一领域：AutoLib与雷诺汽车展开了合作，宝马与著名汽车租赁公司Sixt共同合作经营共享汽车DriveNow，大众收购了汽车共享公司Quicar，梅赛德斯–奔驰则收购了Car2Go。
• 点对点汽车共享是上述车队模式的衍生，即用户可以通过在线平台共享由私人所有的汽车。
• BlaBlaCar等公司提供的服务就是让用户通过手机程序进行拼车，这些汽车的车主一般都不是专职司机。
• 共享模式也逐步出现在公共交通领域，例如Via、Chariot、RidePal、Summon等公司就提供了公共汽车共享服务。
前文提到当前汽车的利用效率仅为2%，不难想象，这些汽车共享服务快速发展的势头还会持续相当一段时间。汽车共享服务是否会打破城市界限，在市郊、农村地区发展起来，是否有大量消费者愿意放弃私有汽车代表的自由和社会地位，这些仍有待时间说明。
电气化
电动汽车（EV）的预付成本高于内燃机汽车（ICE），不过，随着EV电池（电动汽车关键成本所在）不断得到完善，电动汽车的价格也正在快速下降。由于电价低于油价，电力传动系统的能效明显更高，电动汽车需要保养的零部件不多，所以购买电动汽车后，使用成本其实比普通汽车低50%~80%。这就说明，电动汽车在多个方面的使用周期成本都低于内燃机汽车的同类成本，而且成本优势还会不断扩大。2016年4月初，特斯拉公司透露，2017年会大批量生产Model 3车型。Model 3的起售价大约为30 000美元，续航里程340公里，其预付成本相较于内燃机汽车有明显优势，如果考虑后续的使用成本，那么其竞争力更为强劲。而且，如果你拥有一辆质量不错的电动汽车，你自然就会知道电动汽车驾驶轻松，空间舒适，充电便捷，很多零部件不会磨损，所以可以开上很长一段时间。除了特斯拉，很多大型汽车制造商也推出了纯电动车型，而没有推出的公司则表示会在未来一两年内推出。这对汽车行业、石油行业有何影响，可想而知。
自动驾驶
只曾出现于科幻小说中的自动驾驶汽车正在逐步变为现实。名气最大的可能是谷歌公司的自动驾驶汽车。在撰写本书的2015年，谷歌自动驾驶汽车的实地测试里程已经超过150万英里，谷歌公司计划在2017年将其投入商用。不过，谷歌公司可不是一枝独秀。特斯拉的Model S车型已经基本上能够在公路上实现全自动驾驶。奥迪、梅赛德斯–奔驰、宝马、沃尔沃等公司也会在2020年左右推出全自动化车型。而且，此类汽车的成本正在急剧下降。目前，实现70%自动化的梅赛德斯–奔驰汽车（配置主动式盲点辅助系统、车道保持驾驶系统、汽车防撞系统）仅加价2 500欧元。当自动驾驶汽车达到一定的渗透度，交通出行系统必将得到改善。因为自动驾驶汽车能够优化自身速度，与其他自动驾驶汽车进行协调，车距可以缩短至1.5米左右（当前车距一般为3~4个车身距离），这会使拥堵状况大大缓解，同时提升汽车能效。自动驾驶汽车能够减少90%的事故，挽救生命，降低保险成本。谷歌公司的无人驾驶汽车在150万英里的路试中只出现过11起轻微事故，而且大部分事故是由人为失误引起的。其实，“技术”驾驶员远胜于人类驾驶员，可能我们应该思考的问题是，人类开车出行引发严重交通事故的情况还要持续多久呢？对于现在仍然无法开车的人，例如未达到驾车年龄人士、老年人、残疾人，无人驾驶汽车将为他们打开出行的新世界。更重要的是，人们将可以更有效地利用出行时在车上的时间。即便未能实现全自动化，半自动互联汽车也已经能够带来上述众多优点。
新材料与良性循环
宝马I3等车型使用了碳纤维材料，结果不仅减轻了车身重量，降低了行驶阻力，还大大延长了汽车的使用周期。位于法国舒瓦西勒鲁瓦市的雷诺拆卸与再制造工厂成了公司赢利能力最强的产业部门。43%的汽车残骸得到再利用，48%的制造部件得到循环，新的汽车部件得以生产。两个例子都说明，在之前几大趋势的推动下，新型材料与循环材料得到了应用。那么，当汽车的使用寿命更长、使用效率更高时，昂贵的轻型材料会更受消费者青睐，而这又会推动再制造与循环工作。
当交通出行领域的发展势头融合在一起，又会产生什么样的效果呢？根据作者团队的建模分析结果，乘客人均每公里出行成本将下降80%。另外，交通出行领域的环境足迹将会大幅下降。利用了先进技术的新车将很可能实现“净正面”目标。同时，这样的新车在生活中还能带来很多方便之处，例如，上班途中你可以查邮件赶工作，而搭载无人驾驶技术的汽车可以载你去上班，或者，你可以让随叫随到的打车服务送你一程。如果其他条件不变，这些发展显然会让个人出行更加轻松愉快，也会增加人们的出行需求，所以即使通勤距离再长一些，人们也能接受；使用公共交通出行的人群可能会向个性化出行方式转移；当前出行不便的人群有了更多的外出机会。从经典供求关系的角度，如果个性化出行的价格下降，相应的需求也将会急剧增加。
乍眼一看，这是好事，因为便捷、廉价的个性化出行需求还没有得到满足。但是，需求增加的地方基本是大城市，这些地区存在交通拥堵、土地短缺、城市扩张无度等问题，因此，个性化出行的很多优点都会被其所催生的问题所抵消。在很多大城市中，交通流量只要增加10%~20%，就会导致拥堵状况严重恶化。
对于城市与国家，真正的挑战是在利用新技术、新商业模式的优点的同时遏制负面的影响。这一挑战的关键就在于优化系统融合。随着汽车技术的进步，公共交通系统也应该得到升级，各种出行模式的对接应该得到完善，让汽车仅在“最后一公里”中发挥作用，同时调整道路体系，通过收取拥堵费等方式控制交通流量。
所有的措施完全可行，但是根据以往经验，汽车技术的改进总是比系统整合更快，因为后者的决策过程中有政治角力，还涉及公共开支。根据历史上的需求弹性和交通建模经验，报告《内部增长》的作者又模拟了当前发展轨道将会带来的影响。结果显示，很多技术在初期带来的优势将被系统中的负面效应抵消。
寸土寸金的营养行业
再来看看食品营养系统。第四章已经讨论到，系统中浪费现象严重，环境状况堪忧。全球的表土流失速度居高不下，氮与磷的流动受到严重干扰。如果全球人口不断向110亿的峰值增长，那么，当前模式的食品系统很可能会不堪重负。
好在新型技术与农业活动可以扭转这一趋势，实现食品价值链的“净正面”发展。作者分析了众多食品价值链上的创新工作，相较于上一部分谈到的焕然一新的城市交通出行，这个价值链的变化可能不算翻天覆地，但确实有很多环节都在快速变化发展。可以肯定的一点是，解决主要问题的工具已经出现了。先看看以下几个重点。
精准农业
在广阔的生菜田中，拖拉机装载着蓝河科技公司的“生菜机器人”缓缓驶过。这是疏苗时节，农民们要拔出一定量的生菜苗，以确保剩余部分能够得到充足的空间和阳光。几年前，这项工作需要好几十名农民才能完成。现在，机器人经过的时候，其内置摄像头会对每一棵菜苗拍照，之后机器人会借助图像处理软件分析每株菜苗的大小、颜色还有黑点，确定给定区域内最健康的菜苗。然后机器人会测量最健康菜苗之间的距离，从而判断哪些菜苗需要拔除，再进行拔除。另外，机器人还可以测算菜苗的营养水平，针对每一棵菜苗喷洒最合理剂量的肥料。见微知著，新的农业革命已经拉开序幕。“精准农业”就是利用机器人技术、大数据、遥感技术、无人机、卫星定位数据等使农业成为严谨的科学，在这种模式下，每一株作物、每一寸土地都能得到精细的处理，处理方法则是通过前沿数据计算得出。这些技术的应用不但可以提高产量，还可以大幅减少肥料和水的使用。
当前，市场上售卖的70%~80%的新型农业设备都具有某些“精准农业”部件，而且这种“智能化”正在迅速发展。还有很多技术方案能够提升资源使用效率。例如，蒸汽传输灌溉系统利用成本较低的塑料管道过滤液态水或者溶质，只让水蒸气通过，使海水灌溉成为可能。
前景都非常乐观，但是，读者们可能预测到了，仅这一部分效率的提升是远远不够的：2000年至2010年，全球化学肥料的使用增加了20%。根据作者团队的模型，即便将新技术的应用考虑在内，按照目前的发展轨迹，肥料用量仍会继续增长。因为需求量的增长速度超过了效率的提升速度。
有机农业正在兴起——在欧洲的增长率为每年6%，然而，在所有土地耕作活动中，有机农业仍然占比极低。
营养物质的闭环
在食品价值链的另一端，大量的营养物质与能量蕴藏于食品垃圾、工业有机废物、人与动物的排泄物中。这些垃圾中潜藏的大量价值有待挖掘，例如可以从中提取生化材料、营养物质与能量。但是，当前世界各地的常见做法就是把大部分的垃圾进行焚烧，之后将灰烬用作填充物或者直接堆放在填埋场。某些地区已经开始着手从价值链中提取更多的营养，获取更多的价值。在欧洲，合成磷肥中有30%的磷来自垃圾回收；在英国，66%的废水污泥会在146个厌氧消化工厂中得到处理，产生生物气体，还有175个工厂专门将固体垃圾转化为生物能源。但总体上看，人类社会没有走向本书第二部分所描述的生物经济，这仍然是一个有待努力的方向。
更好的办法当然是从源头遏制浪费现象。从种植到零售的过程中，有20%的食品被浪费，为了解决这个问题，企业已经开始应用大数据、信息技术将存货管理水平提升到新的高度。英国大型连锁超市乐购（Tesco）的气象团队利用本地气象信息，更好地预测出销售水平以及所需库存。德国SAP公司开发了动态消费定价系统，并根据产品的供应情况与过期时间进行实时定价。英国超市连锁Co–op已经将生鲜食品的补货系统自动化。欧洲消费者所浪费的食物比例高达31%。英国非营利组织“全球社会责任认证组织”（WRAP）等诸多机构都为减少消费者的浪费行为付出了巨大努力，它们估测目前食品浪费现象已得到有效的缓解。有些企业已经开发了可以将食品价值链中某一环节产生的垃圾或副产品投入其他环节予以利用的闭环系统。非营利组织“芝加哥工厂”精心设计了一个罗非鱼、蔬菜、啤酒、康普茶的综合生产体系，在该体系中废物得到了高效利用。“芝加哥工厂”还开设了一个商业厨房，其还拥有能将上述食品生产过程中遗留的垃圾变成能源与蒸汽的厌氧消化设备，所有这一切组成了一个零废物的完整闭环。所以说，应对浪费问题确实有不少富有新意又影响深远的解决方案，但是到目前为止，这些方案尚未得到推广。
自然资本的恢复
全球土地退化面积为10亿~30亿公顷（因为对“退化”的定义不同，所以估算有所差别），而全球耕作土地面积为17亿公顷。修复严重受损的生态体系是可能的。最著名的案例就是中国的黄土高原项目，150万公顷退化土地得到修复。恢复之后的土壤生产力提升，生产的农产品价值将大大增加，250万人口将因此脱离贫困状态，收入增加将近两倍。人均粮食产量增加60%，多年生植物覆盖率从17%增至34%，就业率从70%增至87%，洪水风险降低，水资源供应、生物多样性、碳吸收等得到改善。黄土高原项目由中国政府牵头，某些企业也参与其中。SLM Partners资产公司就代表其投资者收购了农村土地并进行管理，通过大幅利用再生性生态农业系统，获得了经济回报，也造福了环境。土地生命公司在西班牙等气候干旱的地区展开了许多大型土地恢复与景观美化项目，其中就包括提供低成本、可降解产品，以提升土地生态价值，完善土地面貌。因此，在食品营养领域，增加食品供应、强化碳吸收、优化生态系统等等潜力都有待挖掘，这些机会仍未得到把握。
总结而言，这些趋势对于人类意味着什么，全球食品系统的发展将何去何从呢？在作者看来，这仍是一幅光怪陆离的景象，卓越非凡的技术与方法已经存在，绝对可以在食品价值链中实现“净正面”原则，但是，由于需求急剧增长，对土地亩产的生产压力不断增加，直线型的农业活动强度也越来越高。应用精准农业技术与数字化供应链技术，每单位食品中的肥料用量得以减少，食品浪费现象也得以减轻。但是随着人口不断增长、民众对现代生活方式的追求不断增强，灌溉用水与施肥的用量还会继续上升。回收营养物质、遏制表土流失、修复受损生态系统的工作仍旧处于起步初期。因此，即便机会就在眼前，全球食品系统当前的前进轨道仍然存在问题，它远不能达到可持续发展的水平。
住房
你所居住的小区附近，昨天还是一片空地，不到24小时之内，10栋住房拔地而起，听着是不是像做梦？2014年4月，在中国苏州，盈创建筑科技公司就利用大型3D打印设备打印并组装了10套房屋，每套面积约195平方米，每套成本不到5 000欧元。打印设备所使用的“油墨”其实是干燥混凝土与建筑废料的混合物，相较于传统建筑物，该技术使原生材料的用量降低了30%~60%，大大推动了环境保护。而且，3D打印出的部件会预先为电线、水管和墙体保温层预留空间。盈创建筑科技公司发展迅猛，计划在中国开设100个专门用于将废物转化为高性价比建筑材料的工厂。在建筑与住房价值链中，这仅是技术颠覆的冰山一角。作者认为，在往后数十年中，五大发展趋势将会重塑住房价值链。
共享模式与虚拟技术正在迅速提高房屋利用率、降低新的建筑需求
房屋共享平台爱彼迎覆盖了190多个国家的34 000座城市，其拥有的房源超过100万套。2014年元旦前夕，爱彼迎房源中的住客达到50万人——是全球酒店客容量的4%。2011年7月到2014年12月，爱彼迎房源数量年均增长率为90%。按照这个发展速度，在四五年之内，爱彼迎房源数量将会超过全球酒店房间数量的总和，这将给传统酒店行业带来极大压力。爱彼迎估值90亿欧元，已经超过包括温德姆、凯悦等在内的不少连锁酒店业巨头，这似乎也反映了市场的转变。办公空间也出现了相似的趋势：自由座位、共享办公桌、酒店式办公、居家办公、电话会议、视频会议等代表着房地产市场的新趋势。IBM公司在全球各地共有30万名员工，现在其39%的员工都不在中心地段工作，其员工数量与办公桌的平均比例已上升至12∶1，过去10年其在不动产上节约了大概10亿英镑。这个趋势仍在持续，速度还可能会进一步提升。2012年，有调查访问了500位建筑与楼宇管理企业的首席执行官，他们预测，在居家办公与办公室共享的发展背景下，5年之内，职员人均办公空间将会缩小55%。这对建筑行业而言是极大的挑战。
工业化生产与3D打印技术
工业化生产与3D打印技术促使建筑企业的成本下降了30%，建筑交付时间减少40%。工业化的概念早已耳熟能详，但其中仍有巨大的潜力有待挖掘，加上适用性极广的3D打印技术，工业化很可能迎来新的起点。以中国的远大科技集团为例。这家企业在工厂中生产建筑模块（93%的建设时间都在工地之外），6个月就能制造完成，之后将这些模块运送到工地搭建组装，15天之后，30层的大楼拔地而起。其中的成本非常喜人：每平方米900~1 000欧元，比传统建筑方式的成本低10%~30%，而且质量不打折扣（达到9度抗震标准，能源效率比一般建筑物高5倍）。
模块化设计与耐用性
要使建筑物实现“净正面”目标，很重要的一点就是要延长建筑围护结构的使用寿命，而内部结构则需要更大的灵活性，因为在数十年的居住中，房屋使用者很有可能会重新装修。耐用设计与模块化设计时常同步进行。模块化设计的围护结构可以翻新装饰，为老旧的建筑物注入活力，从而延长房屋寿命。发达国家已经实现了这一点：在欧洲，80%的人口居住的建筑物都超过30年房龄。
产能型建筑
长期以来，建筑业都是高能耗领域之一。如果能够优化能源管理，再融入产能装置，降低房屋能耗的愿望完全有可能实现。首先，良好的建筑设计就能使供暖系统和制冷系统节省90%的能源，而前期投资比一般建筑物仅高出10%（今后节能所带来的收益完全可以覆盖）。但是，全球仅仅只有小部分的建筑物采用了产能型建筑的标准。将现有的建筑改造为产能型建筑比较困难，但是降低现有房屋的能耗不乏方法，例如完善墙体保温层，优化供暖、通风、空调系统（简称HVAC）等。能源管理工具（智能电表、互联设备、灯光控制体系、智能恒温器等）每年的增长速度高达20%。水的使用也在不断优化。例如，绿化屋顶可以将雨水收集起来过滤后，用于冲洗马桶以及其他室外用途。
城市规划
改变土地使用模式，利用市区中心空置土地，倡导紧凑式城市发展，落实这些措施之后，相较于不断扩张城市规模，土地使用规模可以下降75%。西班牙城市巴塞罗那就是典范。与人口同为500万左右的美国亚特兰大市相比，巴塞罗那的二氧化碳排放量不到前者的1/10，土地面积不到前者的4%。然而，即便良好的城市规划具有巨大的潜力，根据世界银行的统计，全球也仅有20%的城市掌握了最基本的低碳城市规划工具。
总而言之，通过产能设计、提升利用率、延长寿命、改善城市规划、重复使用建材等方式，建筑领域显然也可以实现“净正面”目标。而且，按照建筑物的整个使用周期计算，这些措施大部分在经济层面都会带来收益。但是，展现在眼前的情况仍然和上文相似，数不胜数的机会没有得到充分利用，整个价值链仍旧朝着不可持续的方向前进。
本章再次讨论了三个最大的实体价值链，其中存在几个共性：当前的生态足迹水平仍旧很高，颠覆性技术发展方兴未艾，已出现的创新商业模式既可改变现状又能保证经济收益，产品层面的创新势头迅猛，价值链整体的资源消耗仍显现上升趋势。