第二章 指数增长的极限你们哪一位想要造塔，首先不要坐 下来，要计算费用，看是否有造成塔的 足够本钱。——《路加福音》14:28

支持世界经济和人口增长直到2000年，甚至2000年以后将需要什么？必需的组成因素表是很长的，但是可以粗略地将它分为两大类。第一类包括维持所有生理活动和工业活动所需要的物质的必需品：粮食、原料、矿物燃料和核燃料，以及这个行星上吸收废料，并使重要的基本化学物质再循环的生态系统。这些组成因素原则上是有形的，属于可以计算的项目。例如，可耕地、淡水、金属、森林、海洋。在这一章里，我们将估计这些物质资源的世界贮存，因为它们最终决定这个地球的增长极限。增长所必需的第二类是由社会必要因素构成的。即使地球的物质系统能支持大得多的、经济上更加发达的人口，但是，实际上经济和人口的增长还要依赖于诸如和平和社会稳定、教育和就业，以及稳定的技术进步等因素。要估计和预测这些因素更加困难得多。这本书和我们现阶段的世界模型还不能明确地处理这些社会因素，这是因为我们关于物质供应量及其分布的信息还不能指出未来社会可能面临的问题。粮食、资源和健康的环境，是增长所必需的条件，但不是充分的条件。即使他们是丰富的，增长也可能由于社会问题停下来。不过我们可以暂时假定，最好的社会条件将普遍出现。那么，这物质系统能维持多大的增长呢？

我们的答案会提供关于人口增长和资本增长的上限的一些估计数，但不能保证增长实际上会达到的那个程度。粮食在非洲的赞比亚，每出生1000个婴儿中，有260个在第一个生日前死亡。在印度和巴基斯坦，比率是140 ‰；在哥伦比亚是82‰。更多的儿童在他们达到学龄前死亡；另外一些则在刚上学的最初几年中死亡。在穷国中发给学龄前幼儿的死亡证明书表明，导致死亡一般是由麻疹、肺炎、痢疾，或其他一些疾病。事实上，这些儿童更可能是营养不良的牺牲品。没有一个人确切地知道，目前世界上营养不足的有多少 人。但是，普遍同意，数量是很大的，也许占工业不发达国家 人口的50到60％，也就是世界人口的1／3。联合国粮农组织 （FAO）的估计数表明，在大多数发展中国家里，并没有满足 基本的热量需要，特别是蛋白质的需要（参看图8）。此外， 虽然世界农业生产总量在增加，而在非工业化国家里人均粮 食生产只勉强地维持现在的不充分的水平上（参看图9）。这 些颇为令人发愁的统计数字是否意味着已经达到了地球上粮食 生产的极限呢？每天的蛋白质和热量要求，世界上大多数地区中现在不能 达到。

分配不平等不仅在地区之间存在（如图8所示），而且在 各地区内部也存在。根据联合国粮食及农业组织的资料，最严 重的缺粮地区包括“安第斯山脉国家、非洲和近东的大片大片 半干旱土地，以及亚洲的某些人口稠密的国家”。表示热量和 蛋白质需要的线，是为北美洲人估计的。这里假定如果其他地 区中的饮食足够，使人达到全部可能的体重，蛋白质和热量的 要求应各处相同。资料来源：联合国粮食及农业组织：《关于农业发展的临时 象征性世界规划》（Provisional Indicative World Plan for Agriculture Development）（Rome:UN Food and Agriculture Organization,1970）。

世界非工业区地区粮食生产总量像人口一样，大致按同样 速度上升。因此，人均粮食生产在低水平上几乎保持不变。来源：联合国粮食与农业组织，《1970年粮食和农业的状 况（The state of Food and Agriculture）（Rome:UN Food and Agriculture Organization，1970）。

生产粮食所需要的首要资源是土地。最近的研究指出，地球上适合于农业的土地，大约最多有32亿公顷（78.6亿英亩）（译者注：l公顷=100公亩或2.471英亩或15市亩。l英亩＝40.47公亩或 6.07市亩。）。目前，最富饶的大多数可以生产粮食的土地，约占总数一半，已经耕种。其余土地在准备为生产粮食以前，需要投入大量资本，加以清除、灌溉，或者施肥，才能生产粮食。最近，开垦新土地的费用每公顷在215到5275美元不等。在荒无人烟的地区开垦土地，平均费用是每公顷1150美元。按照粮农组织的一份报告，即使目前世界上迫切需要粮食，开垦更多的土地进行耕作，在经济上也不是可行的：在南亚，……在东亚，近东和北非的一些国家 里，以及在拉丁美洲和非洲的某些部分，……几乎没 有扩大可耕地面积的余地。……在比较干旱的地区， 把边远的和不值得开垦的土地恢复为永久性的牧场是 必要的。在拉丁美洲和非洲撒哈拉沙漠南部的大部分 地区，扩大耕作面积的可能性仍旧很大。但是，开发费用很高，加强利用已经定居的地区，往往比较经济。

如果世界人民真的决定付出很高的资本费用，来耕种一切 可耕地，并生产尽可能多的粮食，在理论上可以养活多少人 呢？假定现在世界平均每人0.4公顷就够了（按美国现在的标 准，来养活全世界人口，每人需要0.9公顷），要养活增长着 的世界人口所需要的土地总量由图10下面的曲线表示。图10 上面的曲线表示随着时间的推移，可以利用的可耕地的实际数量。这条线向下倾斜的原因在于，每增加一个人，需要一定数 量土地（这里假定每人0.08公顷）（从1950－1960年对美国西部44个县的空中测量指出，有建筑物的土地每 人从0.008到0.174公顷不等。）用于住房、道路、堆放废 物、架设电线和其他用途。这一切主要“密布”在可耕地上， 并且即使人均土地需要和人口增长率保持目前的水平，在 2000年以前，土地的短缺不足仍然是极为严重的。世界提供的可耕地数大约是32亿公顷。按现在的生产能力 所需要的可耕地大约每人0.4公顷。因此所需要的土地的曲线 反映出人口增长曲线。1970年以后的细线表示，假定世界人口 继续按现在的速度增长计划所需要的土地。可以利用的可耕地 减少是因为随着人口增长，可耕地被用于城市工业。

虚线表 示，如果现在的生产能力翻一番或者翻两番所需要的土地。

图10也说明指数增长在有限空间内的某些很重要的和普遍的事实。首先，它表明，可耕地怎样在很少几年内从极其富 裕的状况变为极其缺乏的状况。在全部历史上，潜在的可耕地 过剩曾经占压倒优势，而现在，在30年间（或者在人口翻一 番的时间内），可能突然发生严重的不足，就像我们在第一章 中举出的百合花池塘主人的例子一样，人类可能只有很短的一 段时间对有限空间中的指数增长结果作出反应。从图10得到的第二个教训是，当我们观察无情的指数增长过程时，对地球的极限做出精确的数字上的假定并不重要。例如，我们可以假定，城市、道路，或其他非农业用途并不占用可耕地。在这种情况下，可用的土地是常量，如水平破折线所示。两条曲线的交点推迟了大约十年。或者，我们可以设想，由于农业技术的进步和资本的投入，例如投入拖拉机、化肥和灌溉系统，土地的生产能力有可能翻一番，甚至翻两番。图10中的两条虚线表示关于增加生产能力的两个不同假设的结果。生产能力每翻一番，大约需要30年，或者少于人口翻一番所需的时间。当然，社会不会由于“危机点”而突然感到意外，在“危机点”上，需要的土地数量变得大于可用的土地数量。

在达到这危机点以前很久，危机的征兆就开始出现。粮食价格会涨得这么高，以致有些人会买不起而挨饿；其他人会被迫减少他们所利用的土地的实际数量，并且改吃质量较低的饮食。这些征兆在世界的许多部分已经很明显。虽然图10表明，现在只有一半土地在耕作，可是每年大概有1000到20000万人的死亡可以直接或间接地归因于营养不良。毫无疑问，许多人死亡，是由于这个世界的社会因素的限制，而不是物质的因素。然而，在粮食生产系统中，这两种限制因素之间显然有联系。如果肥沃的好地仍然很容易获得，并便于耕作，要养活饥饿的人，就不会有经济上的障碍，而且也没有做出社会选择的困难。可是，世界上现存可耕地中，有一半最好的土地已经在耕作了，而且开垦新土地已经如此昂贵，以致社会已经判定它“不经济”。这是一个被物质上的限制因素加剧了的社会问题。图10表明，即使社会真的决定付出必要的代价，来获得新土地或增加现有耕地的生产能力，上升过快的人口也会带来另一个“危机点”。要克服每一个相继的危机问题需要付出更大的代价。土地收获量每翻一番会比上一次更加昂贵。我们可以把这种现象叫做成本增加定律。

这个定律的最好的和最合理的例子来自对过去农业收获的成本进行评估。世界粮食生产从 1951年到1966年增加34％，农场经营者在拖拉机上的支出每年增加63％、在氮肥上的投资每年增加146％、农药的使用每年增加300％。显然，下一次增加34％，需要投入更多的资本和资源。在这个地球上可以养活多少人？对这个问题当然没有简单的答案。答案是基于社会在各种可供选择的方案中的抉择。人类需要和希望生产更多的粮食与生产其他商品和服务之间不能兼顾，要直接做出权衡。对这些商品和服务的需要，也随着人口增长在增加。因而，要解决这种权衡明显地变得更加困难。即使一致选择粮食生产有首要的优先权，可是，人口不断增长和成本增加定律，能驱使这系统迅速地把一切可用的资源都贡献给粮食生产，而不留下进一步扩大的可能性。我们在这一节里已经讨论过的只是粮食生产的一个可能的限制因素：可耕地。篇幅不允许我们在这里详细地讨论其他可能的限制因素。一个最明显的，其重要性仅次于土地的限制因素是可用的淡水。每年地球上陆地部分的淡水流量是有上限的，但是，对淡水的需求却是按指数增加的。

我们可以画一张与图10很类似的图表，表示对淡水的日益增加的需求曲线接近恒定的平均供水量。在世界的某些地区，淡水的制约作用会比土地的制约作用来得更早。靠技术进步来代替对土地的依赖（合成粮食）或创造淡水的新资源（海水淡化）也可能避免或扩大这些限制。我们将在第四章中进一步讨论这些发明。目前要明确，没有一项技术是自发的或者不付代价就够了的。生产合成粮食的工厂和原料，淡化海水的设备和能源，这一切都来自这个物质世界系统。现在，对粮食的需求按指数增长是直接根源于决定着人口增长的正反馈回路。预测将来粮食供应取决于土地和淡水，也取决于农业投资，而农业投资又取决于这系统中其他占优势的正反馈回路——资本投资回路。开垦新土地、开发海洋，或推广利用化肥和农药，都需要增加粮食生产的资本储备。有助于增加这种资本储备的资源，不是像土地和淡水那样的可再生的资源，而是像燃料和金属那样的不可再生的资源。因此，将来扩大粮食生产主要依赖于可以得到的不可再生资源。地球对这些资源的供应有限度吗？不可再生的资源现在，即使考虑到，随着可利用资源减少而涨价 这样一些经济因素，（铂、金、锌和铝的数量似乎都 不足以应付需求。

按现在的发展速度，……银、锡和 铀到本世纪末即使按更高的价格也可能供应不足。如 果现在的消费率继续下去，到2050年，更多的矿物 可能耗尽。）尽管近来有引人注意的发现，只剩下有限数量的 地方可寻找大多数矿物了。地质学家们否定关于找到 大的、新的、富矿矿床的前景。从长远来看，对这样 一些发展持有信心是不明智的。表4 不可更新的自然资源资源已知的世界储藏量a固定的指标（年数）b估计增长率（每年％）c高、平均、低指数的指标（年数）d指数的指标（计算出的）用5倍于已知的储藏量（年数）e储藏量最高国家或地区（世界总量％）f主要生产者（世界总量％）g主要消费者（世界总量％）h美国消耗量占世界总数％i铝1.17X109吨j1007.7 6.4 5.13155澳大利亚（33）

几内亚（20）牙买加（10） 牙买加（19）

苏里南（12） 美国（42）

苏联（12） 42铬7.75X108吨4203.3 2.6 2.095154南非共和国（75）苏联（30）

土尔其（10）　19煤5X1012吨23005.3 4.1 3.0k111150美国（32）

苏联－中国（53） 苏联（20）

美国（13） 　44钴4.8X109磅1102.0 1.5 1.060148刚果共和国（31）

赞比亚（16） 刚果共和国（51）　32铜308X106吨365.8 4.6 3.42148美国（28）

智利（19）美国（20）

苏联（15）

赞比亚（13） 美国（33）

苏联（13）

日本（11） 33黄金353X106英（两）金衡 114.8 4.1 3.4l929南非共和国（40）南非共和国（77）

加拿大（6） 　26铁1X1011吨2402.3 1.8 1.393173苏联（33）

南美（18）

加拿大（14） 苏联（25）

美国（14） 美国（28）

苏联（24）

西德（7） 28铅91X106吨262.4 2.0 1.72164美国（39） 苏联（13）

澳大利亚（13）

加拿大（11） 美国（25）

苏联（13）西德（11） 25锰8X108吨973.5 2.9 2.44694南非共和国（38）

苏联（25） 苏联（34）

巴西（13）

南非共和国（13） 　14汞3.34X106铁箱（每箱76磅） 133.1 2.6 2.21341西班牙（30）

意大利（21） 西班牙（22）

意大利（21）

苏联（18） 　24钼10.8X109磅 795.0 4.5 4.03465美国（58）

苏联（20） 美国（64）

加拿大（14） 　40天然气 1.14X1015立方英尺385.5 4.7 3.92249美国（25）

苏联（13） 美国（58）

苏联（18） 　63镍 147X109磅1504.0 3.4 2.85396古巴（25）

新喀里多尼亚（22）

苏联（14）

加拿大（14） 加拿大（42）

新喀里多尼亚（28）

苏联（16） 　38石油455X109桶314.9 3.9 2.92050沙特阿拉伯（17）

科威特（15） 美国（23）

苏联（16） 美国（33）

苏联（12）

日本（6） 33类白金m429X106英两（金衡） 1304.5 3.8 3.14785南非共和国（47）