如果我在25年前告诉你，在接下来的25年里，全球1/3的人将能够通过由数亿人组成的庞大全球网络进行交流，以交换音频、视频以及文字信息，并可以通过手机查询世界上的各种知识，任何人都能够同时向10亿人发布新观点、推介产品或者传达新思想，而这样做几乎是免费的，你一定会摇头表示不信。但是，现在这一切已经成为现实。
那么，如果我现在继续告诉你，今后的25年内，家庭取暖、电器运转、商业能耗、车辆驱动，以及全球经济的各个组成部分运转所需的能源将几乎全部免费，你会相信吗？事实上，现在已经有几百万名早期采纳者在这么做了，他们将住所和办公场所变成了微型发电站，以便就地获得可再生能源。安装太阳能和风能设施的固定成本大约1—8年内即可收回，即便在回本之前，所获得能源的边际成本也几乎为零。1化石燃料与核电必定要消耗一些原料来发电，与之不同，屋顶的太阳光、建筑旁吹过的风、办公场所附近的地热，以及厨房垃圾厌氧分解形成的生物能量，这些能源几乎都是免费的。
那么，如果我接着告诉你，可以利用几乎免费的信息，对同样几乎免费的绿色能源进行管理，进而创造一个智能的通信/能源矩阵与基础设施，使世界上的任何企业都可以通过洲际能源互联网接入并共享能源，而货物的生产成本和销售价格只相当于目前全球制造业巨头的几分之一，你会相信吗？其实同上，数百家企业已经开始进行小规模尝试。这些企业创建3D打印业务，采用信息化手段，以接近的零边际成本来“制造”（infofacturing[1]）产品，在工厂的实验室使用自产的绿色能源，近乎免费地在全球数百个网站上销售商品，并同样近乎免费地使用电力和燃料电池驱动的绿色能源车辆运送产品（我们会在下文中讨论用于建设相关基础设施的前期固定投资）。
同样，如果我还告诉你，世界上数百万名以前没有机会接受大学教育的学生突然能够免费上全球最杰出学者的课程，并将之应用于工作中，你会相信吗？事实上，这样的事情正在发生。
最后，如果我告诉你，在各行业、专业和技术领域中，随着智能技术逐渐替代传统劳动力，企业得以更智能、更高效、更节约地开展文明的商业活动，使生产与经销商品和服务的边际人力成本下降至接近零，你会相信吗？事实上，随着全世界各行各业和专业机构的数千万工人被智能技术所替代，一切最终都会发生。如果大量的职业劳动者在未来20年内逐渐淡出经济生活，那么人类该做些什么呢？更重要的是，未来人类到底会向何方发展？目前，学界已经正式提出了这个问题，而相关的国家政策辩论也正在进行中。
极致生产力
边际成本趋向于零，产品和服务近乎免费，这是生产力进步所产生的功效之一。生产力是“一种生产效率的衡量方法，由产品与生产产品所需条件的比率计算得出”。2如果生产一件额外商品或服务的成本几乎为零，则代表着生产力处于最佳水平。
同时，我们还将面临资本主义的根本矛盾。资本主义制度的驱动力是更高水平的生产力，这可以通过日益上涨的热力学效率原理来解释。然而，资本主义竞争残酷无情，竞争者引入更高效的新技术，以此降低生产成本以及产品和服务的价格，从而吸引买家。在接近终点线之前，竞争激烈度将持续攀升，直至达到最佳效率，登上生产力的顶峰。所谓终点线，是指每项额外单位生产的边际成本近乎零的情况。当跨过终点线后，商品和服务几乎免费，利润枯竭，资产交易市场倒闭，而资本主义制度也将消亡。
直到最近，经济学家们还满足于用这两个因素来衡量生产力，即机器资本和劳动者绩效。但是，当凭借增长理论在1987年获得诺贝尔经济学奖的罗伯特·索洛（Robert Solow）对工业时代进行追踪时，他发现机器资本和劳动者绩效仅占全部经济增长的14%左右，那么推动剩余86%的经济增长的因素是什么？这是个问题。对于这个神秘的问题，美国经济学会前主席、经济学家摩西·阿布拉莫维茨（Moses Abramovitz）承认了其他经济学家都不敢承认的事实，即剩余86%的经济增长是由“我们忽略的衡量因素”所导致的。3
在过去的25年里，包括德国维尔茨堡大学的物理学家赖纳·屈梅尔（Reiner Kümmel）和法国枫丹白露欧洲工商管理学院的经济学家罗伯特·艾尔（Robert Ayres）在内的一些分析师均已发现这个问题，他们分析机器资本、劳动者绩效和能源使用的热力学效率这三种因素，重新追踪工业时期的经济增长情况。他们发现，正是“促使能源和原料转化为有用功的不断增加的热力学效率”，成为其他生产力增益和工业经济增长的主因。换句话说，“能源”就是被忽视的因素。4
深入探究第一次和第二次工业革命，我们会发现，由于有了通信/能源矩阵和包括企业通用技术平台在内的配套基础设施，生产力的飞跃和经济的跨越式增长才成为可能。例如，如果没有电网，福特就无法利用工厂中的电动工具，无法享受它所带来的效率和生产力的极大进步；如果没有电报及后来的电话，企业就不能与上游供应商和下游分销商实现即时通信，企业的内部和外部运营指令链条也无法实现即时访问，这样一来，企业就不可能通过大规模垂直集成的运营模式提高效率和生产力。如果没有遍及全国市场的完备的道路系统，企业也不能大幅降低物流成本。同样，电网、通信网络以及在全国道路系统上运行的汽车和卡车，这些都需要消耗化石燃料能源，从而需要建设垂直集成的能源基础设施，以便在油井、炼油厂和加油站之间输送能源。
在2012年总统大选期间，奥巴马曾说过一句现已脍炙人口的话：“不是你建的！”尽管共和党趁机对此断章取义，但奥巴马的意思非常明确，即成功的企业要想提高生产效率，基础设施是必不可少的，包括电力传输线、石油和天然气管道、通信网络、道路、学校等。5在一个综合性市场经济体中，没有基础设施的企业不可能成功。基础设施是公共产品，需要政府支持，也需要市场去促成。这是一个常识，但它在奥巴马讲话引起的风暴中被忽略了。这个国家有一个普遍的认识误区：所有的经济成功都只归功于企业家的智慧，政府干预始终是经济增长的绊脚石。
在大多数情况下，公共基础设施由税收支付或补贴，并受政府监督和管理，包括地方政府、州政府或中央政府。第二次工业革命期间，通用技术基础设施为21世纪的经济飞速增长提供了生产潜力。在1900—1929年，美国初步建立了第二次工业革命的基础设施体系，包括电网、通信互联网、道路系统、石油和天然气管道、自来水和污水处理系统、公立学校系统等。“大萧条”和“二战”使基础设施建设工作延迟甚至停滞，但战后铺设和完善的州际公路系统、全国电力和电信网络最终形成了成熟的综合性基础设施体系。第二次工业革命的基础设施体系提升了各行业的生产力，包括汽车生产、州际公路出口处的郊区商业和住宅建筑开发等。
1900—1980年，随着国家基础设施的发展，美国总的能源利用率（即能从原料中提取出来的、对增加物理劳动潜能有益部分所占的比率）从2.48%稳步上升至12.3%。20世纪90年代末，随着第二次工业革命的结束，总能源利用率稳定在13%左右。6尽管效率显著提高，极大地促进了美国的生产力和经济增长，但在第二次工业革命期间，我们所使用的能源仍有87%被浪费在传输过程中。7
即使我们对第二次工业革命的基础设施进行升级，也不大可能显著提升能源利用率、生产力和经济增长率。化石燃料能源体系已经成熟，其成本正在变得令市场难以接受。而继续设计和使用这类能源的相关技术（例如内燃机和集中式电网）的生产力已经耗尽，基本上没有潜力可挖。
毋庸赘言，100%的热力学效率是不可能实现的。但是，根据新的调查结果（包括我所在的全球咨询团队的研究成果），随着向第三次工业革命基础设施的迁移，在未来40年内，将总能源效率提高到40%以上是有可能的。这会带来生产力的显著增长，使之超过21世纪的经济增长水平。8
物联网
作为历史上首次智能基础设施革命，新兴的物联网很可能会推动生产力的巨大飞跃。它将连接一个智能网络中的每台机器、每家企业、每个住户和每辆车，而该智能网络包括通信互联网、能源互联网、物流互联网等，一切都将内置到单一的操作系统中。仅在美国一个国家，就有大约3 700万个数字智能电表在提供实时的用电量信息。9 10年内，在美国、欧洲以及世界其他国家，每栋建筑物都将配备智能电表，而且每一台设备（包括恒温控制器、装配生产线、仓储设施、电视机、洗衣机和计算机等）都将配备可以连接到智能电表和物联网平台的传感器。2007年，大约1 000万个传感器将各种类型的人类发明连接到物联网上。到2013年，这个数字超过了35亿；更令人惊叹的是，预计到2030年，将会有100万亿个传感器被连接到物联网上10，其中包括空中传感技术、软件日志、射频识别阅读器，以及无线传感网络等在内的其他传感设备将协助人们收集更广泛的大数据，如电网中不断变化的电价、供应链中的物流交通流量、装配生产线的生产流程、办公前后台服务以及消费者行为的即时追踪等。11正如第一章中所提到的，反过来，智能基础设施将为每个联网企业提供持续的大数据流，然后利用高级分析方法处理数据，从而创建预测算法和自动化系统，以此改进他们的热力学效率，从而极大地提高他们的生产力，并将整个价值链的边际成本降低到接近于零。
思科公司预测，到2020年，物联网将通过节约成本和增加收益创造14.4万亿美元的价值。12通用电气公司在2012年11月发布的一份研究报告指出，到2025年，由智能工业互联网带来的效率提升和生产力进步将惠及所有经济领域，影响“大约一半的世界经济”。纵观各个行业，我们才会开始了解建立历史上第一个智能基础设施所带来的生产潜力。例如，单从航空工业来看，通过使用大数据分析技术来更好地规划交通路线、监控设施和维修方案，即使燃油效率只提高1%，也可以在15年内节约300亿美元的成本。13
医疗领域是通过接入物联网获得生产潜力的另一个典型案例。医疗支出占全球GDP的10%，在2011年，这一数额达7.1万亿美元，且10%的医疗支出“由于系统效率低下而被浪费”，浪费支出为每年至少7 310亿美元。此外，根据通用电气公司的研究，医疗领域59%的低效（相当于4 290亿美元）会受到来自工业互联网部署的直接影响。基于通用电气公司的研究，大数据反馈、高级分析方法、预测算法和自动化系统可以节约全球医疗领域25%的成本，每年可以节省大约1 000亿美元。成本每下降1%，每年就能节约42亿美元，15年就可以节约630亿美元。14在航空和医疗领域以及其他任何领域，如果实现从1%到2%、5%乃至10%的效率提升，将会带来十分显著的经济变化。
凯文·阿什顿（Kevin Ashton）是麻省理工学院自动识别中心的创始人之一，他于1995年最先提出了“物联网”这一术语。但在接下来的几年里，物联网并未获得蓬勃发展，从某种程度上讲，那是因为嵌入“物”的传感器和驱动器的价格仍然相对昂贵。然而，在2012—2013年的18个月里，用于监视和追踪“物”的射频识别芯片的成本下降了40%。现在，这些识别元件的成本不到10美分。15此外，这些识别元件不需要配备电源，能够从用来扫描它们的无线电信号中获取能量，从而进行数据传输。在过去的5年中，陀螺仪、加速度计和压力传感器等微电子机械系统的价格也下降了80%—90%。16
另一个拖延物联网部署的障碍是互联网协议第四版（IPv4）。在该协议下，互联网上只能有43亿个独立地址（事实上，互联网上每个设备都必须被分配一个IP地址）。目前，大部分IP地址已经被20多亿网民占用，只剩余极少的地址可用，无法满足数百万乃至数万亿的“物”接入互联网的需求。现在，一种新版本的互联网协议IPv6已经由互联网工程任务组开发出来，该协议可以把可用地址数量扩展到惊人的3.4×1041个——足够容纳未来10年预计接入互联网的两万亿设备。17
《经济学人》的专栏作家尼克·瓦莱里（Nick Valéry）对这些难以理解的大数据进行了分解，以使普通人理解它们的意义。那就是，每人只需将“1 000件私人物品连接到互联网”，在不到10年内，就会有两万亿设备接入互联网。18在发达国家，多数人拥有大约1 000—5 000件能够接入互联网的私人物品。19这看起来似乎是非常庞大的数字，但当我们观察周围的房屋、车库、汽车和办公室，把电动牙刷、书籍、车库开门装置、电子通行证、建筑等物品都计算在内时，会发现我们拥有的私人物品数量还是很惊人的。在未来大约10年内，这些设备中会有很多被标识，并通过互联网与其他物品连接起来。
然而，瓦莱里很快指出了几个未解决的重大问题，这些问题开始出现在物联网的广泛推广过程中，而且很可能会阻碍物联网的快速部署，并令公众难以接受。他在文章中写道：
那么问题是，谁来分配标识？数据库里的信息在哪里？如何访问？如何保证芯片和数据库中具体信息的安全？确保这些责任可追究的法律框架是什么？
瓦莱里警告说：
如果掩盖这些问题，将会严重损害与联网设备相关的任何个人或企业信息。因为无知或疏忽会导致这种情况的发生，所以物联网在成熟之前还会面临波折。20
物联网将所有人和物连接到一个类似于神经系统的网络中，它将带领人类走出以隐私为典型特征的时代，而进入“透明时代”。尽管长期以来隐私一直被认为是一项基本权利，但它从来就不是一项固有权利。事实上，从整个人类历史来看，作为地球上最适合群居的物种，直到现代，人类还一直或多或少地生活在公开的环境中。直到16世纪，如果一个人在白天长时间漫无目的地独自游荡，或在黑夜中隐藏起来，这个人仍然会被看作着魔了。在进入现代社会之前，几乎在我们所知道的每一个社会中，人们都会在公共场所一起沐浴，经常在公共场所小解，在公共餐桌上就餐，频繁地在公共场合发生性行为，并挤在一起睡觉等。
直到早期资本主义时代，人们才开始退到一扇关起的门内。资产阶级的生活也逐渐变成了私人事务：尽管人们扮演着公共角色，在日常生活的很多时候，人们却向往生活在密闭空间。在家里，生活被进一步分隔到独立的房间，每个房间都有自己的功能，如客厅、卧室、书房等。人们甚至开始单独睡在不同的床上或卧室里。
人类生活开始分隔，私有财产与公有财产也开始分开，这和私有化是同步的。在财产私有化的新世界里，一切都变成了“我的”或“你的”，有自主权概念的人也将他周边的财产与世界分开，而过起自己的生活。从此，隐私权成为具有排斥性的权利。伴随着生活的私有化，“每个人的家就是一座城堡”这一观念深入人心。经过一代又一代的传承，人们开始认为，隐私是人类与生俱来的特质，而不仅仅是人类历史长河中为适应某一特定时期的社会传统而产生的。
今天，物联网的不断演进正在打破捍卫隐私神圣不可侵犯的层层藩篱，隐私权不再与生存、自由和追求幸福的权利同等重要。对于生长在全球互联世界的年青一代，人们在生命的每一刻都渴望通过Facebook、Twitter、YouTube、Instagram等社交媒体网站发布信息并与世界分享，隐私权已经在很大程度上失去了吸引力。对年青一代而言，自由并不局限于独立的自主权和排斥性，而是在于享受加入其他人以及虚拟全球公共广场的乐趣。年青一代的绰号就是“透明”，协作开始成为他们的习惯做法，他们在横向扩展的网络中以群众生产的方式表现自我。
至于未来，生活在一个更加互联的世界（所有的人和物都将嵌入物联网）的人们是否会非常关心隐私，这个问题尚不明确。
在从资本主义时代到协同时代的漫长过程中，隐私问题仍将是一个关键问题，并在很大程度上决定了进入下一历史时期的转变速度和所选路径。
关于隐私的核心问题是：在人和物都相互连接的情况下，需要建立什么样的界限才能保护个人隐私权？问题是，第三方具备通过物联网访问数据流的权限，还具备先进的软件技能，为了达到自己的目的，他们可以穿透每一层全球网络系统，来寻找利用媒介的新途径。网络黑客可能为了商业利益而窃取个人身份信息，社交媒体网站也可能将数据出售给广告商和销售商以增加他们的利润，而政客则可能将重要信息透露给外国政府。那么我们如何确保数据流公开、透明，如何确保其可以让所有人都受益？同时，我们又如何在没有得到许可的情况下，确保这些关乎一个人生活方方面面的信息不会被违背个人意愿地使用、损害所有者的利益呢？
事实上，欧盟委员会已经开始解决这些问题。2012年，欧盟委员会举行了一次历时三个月的集中磋商，聚集了600多名来自商业协会、公民社会组织和学术界的专家，以寻求政策途径，从而“在确保欧盟公民受到适当保护和信任的前提下，促进物联网在数字化单一市场中的蓬勃发展”。21
欧盟委员会确立了一个广泛的原则来指导物联网未来的发展：
总体来讲，我们认为对物联网服务而言，隐私、数据保护以及信息安全是应该被无偿满足的需求。尤其是信息安全，它是用来保护信息的机密性、完整性和可用性的。同时，我们还认为，在为行业提供物联网服务中，信息安全也是一个基本需求，这一点既体现在确保机构自身的信息安全上，也体现在保护公民利益上。22
为推进这些保障措施，欧盟委员会提议将相关机制落实到位：
以确保不会发生违规的个人数据处理事件，并且保证对发生过的数据处理事件已通知相应的个体，通知内容包括处理目的、处理人员身份，以及如何行使其权利。同时，处理人员需要遵守数据保护原则。23
此外，欧盟委员会进一步提出保障用户隐私的具体技术手段，包括保护数据安全的技术等。在声明中，欧盟委员会给出结论：“应该有效保障个体对其个人数据的控制权，物联网系统应提供足够的透明度，以确保个人能够有效地行使其数据主体权利。”24
在高度透明、协同和包容的时代，当涉及保护个人控制及数据处理的权利时，没有人会天真到忽略其从理论到实践的难度。然而，人们已经清楚地认识到，如果无法在透明度和隐私权之间实现适当的平衡，那么物联网的发展可能放缓，甚至造成无法挽回的危害和损失，从而阻碍整个社会进入协作时代（关于这些有关隐私、安全、访问和治理问题的讨论将贯穿整本书）。
将所有人和物接入一个全球性网络，尽管这样形成的“庞然大物”会让人感到有点儿可怕，但也是令人兴奋和豁然的，因为这开启了人类在地球上共同生活的新的可能性。而对于这一新的冒险，我们现在仍然处于想象阶段。
相比第二次工业革命中电的发明，物联网技术革命的功绩有过之而无不及，商界已经迅速整合资源，并做出抢占其商业价值的决定。针对从2013年开始改变社会的这场“悄无声息的革命”，《经济学人》的情报部门通过集中调查全球的金融服务、制造业、医疗、制药、生物技术、信息技术、能源和自然资源以及建筑和房地产等重点行业的商界领袖，发布了第一份全球商业指数报告。
该报告开头指出，骤降的技术成本，移动通信和云计算等相关领域的新发展，再加上政府支持力度的加大，这一切将把物联网推向全球经济舞台的中央。38%的受访企业领导预计，在未来三年中，物联网将“对大多数市场和行业产生重大影响”，有40%的受访者表示，它将“对一些市场或行业产生影响”。只有15%的企业主管认为，物联网只会“对少数全球参与者产生重大影响”。25目前，已经有超过75%的跨国企业正在考察物联网，或者在某种程度上在他们的业务中使用物联网，而且2/5的首席执行官、首席财务官和其他管理层受访者表示，他们“至少每个月会举行一次关于物联网的正式会议或交流”。26
一项有趣的调查结果显示，30%的受访企业领导者表示物联网将“为现有产品或服务创造新的收入机会”，29%的企业领导者表示物联网“将激发新的工作实践或业务流程”，23%的调查对象表示物联网“将改变我们现有的商业模式或经营策略”，还有23%的受访者表示物联网“将引发新一轮创新”。最有说服力的是，超过60%的高管“一致认为，在集成物联网方面动作缓慢的公司将落后于竞争对手”。27
《经济学人》调查的核心信息是，大多数企业领导层确信，在整个价值链中运用物联网将产生引人注目的潜在生产力收益，并且打破旧有的商业经营模式。这令企业别无选择，只能不断努力，提前将他们的业务操作连接到物联网平台。
然而，物联网是一把双刃剑。提升热力学效率和生产率的压力与降低边际成本的压力将同样无法避免。如果企业不充分利用潜在生产力锐意进取，就会被远远地甩在后面。智能力量所释放的生产力在整个第三次工业革命基础设施的各环节发挥了作用，而在25年内，它将继续产生更大的影响力，使产生绿色能源、制造和交付大量产品服务的边际成本接近于零。从1990年万维网起步到现在，指数曲线引发了信息生产和发送成本的大幅下降，而物联网革命也将遵循与之大致相同的时间线。
指数曲线
诚然，这种观点似乎有些言过其实，但别忙，让我们仔细分析一下“指数”这个词的意义。我记得当我还是个孩子时（大约13岁），一个朋友问了我一个有趣的假设性选择题：你是愿意直接拿走100万美元，还是换一种方式，第一天拿一美元，之后每天拿前一天金额的两倍，这样持续一个月？我最初说：“你在开玩笑吧……任何心智正常的人都会直接拿走100万美元。”他说：“等等，先算一下。”所以我拿出了纸和笔，开始做翻倍计算。经过31天的翻倍，我得到了一个超过10亿美元的数字，这可是1 000个100万。我顿时惊呆了。
指数增长是有迷惑性的，它会在不知不觉中击败你。15天时，翻倍后的数字还只有16 384美元，让我相信选择100万美元现金是正确的。而之后6天的翻倍则令人震惊，只经过6次翻倍，这一数字就超过了100万。而接下来的10天更让我大跌眼镜。到了这个月的第31天，一美元的翻倍已经超过了10亿美元。这是我第一次领教指数增长的威力。
因为我们过于习惯线性思维，所以大多数人很难把握指数增长。“指数”这一概念也很少受到公众的关注，直到有一天，全球最大的半导体芯片制造商英特尔的创始人之一戈登·摩尔注意到了一个奇妙的现象，他在1965年发表的一篇现在非常有名的论文中指出，自1958年集成电路发明以来，其组件的数量每年翻一番：
最小组件成本的复杂度以大约每年两倍的速度增长。当然，预计在短期内，这一比率即使不增加，也会继续保持。28
1975年，摩尔稍微修改了之前的推测，表示每两年翻一番。尽管这个翻倍过程已经持续了37年，但最近科学家们开始预测：能够置于电脑芯片上的晶体管数量的增速将会放缓。物理学家加来道雄（Michio Kaku）说，我们已经开始看到减速的情况，至少在芯片方面，在应用传统的硅技术10年之后，摩尔定律将逐渐停息。由于预料到了增速放缓的情况，英特尔正在推出3D处理器，并相信它能将翻倍增长的速度多保持一段时期。
加来道雄指出，硅能产生的计算能力是有上限的。但他补充说，像3D芯片、光学芯片、并行处理以及最终的分子计算，乃至量子计算等更新型的技术，这些技术可能会在未来确保计算能力按指数增长。29
摩尔定律已经被放到一个广泛的信息技术范围内予以观测。硬盘存储容量正在经历类似的指数增长曲线。网络容量（通过一根光纤的数据量）已经完成了一个更加急剧上涨的指数曲线：一个光纤网络上的数据传输量大约每9个月就要翻一番。30
这就是在50多年中计算成本急遽下降的指数因素。当开发第一批大型主机时，计算成本之高远远超出了企业的承受能力。按照传统思想，充其量也只有军队和一些研究机构能支付得起这些费用。然而，专家未考虑计算能力的指数级增长和生产成本的指数级下降。集成电路（微芯片）的发明刚好打破了这种平衡。50年前，购买一台计算机可能要花费数百万美元，今天，数亿人拥有了价格低廉的智能手机，而其计算能力比20世纪60年代最强大的计算机主机还要强数千倍。31 2000年，1G硬盘的成本大约是44美元，而到2012年，该成本已经降到7美分。2000年，1G流媒体视频流量的成本为193美元，而10年后，该成本已经降到了三美分。32
为了理解计算能力上升和成本下降指数曲线的意义，我们来看看下面这个例子：第一台取得商业成功的量产商用计算机（即1959年问世的IBM 1401）通常被称为计算机行业的“T型车”。这台机器高5英尺，宽3英尺，内存为4 096个字符。它可以在60秒内执行193 000次8位数的加法。而在当时，租赁这款IBM计算机的费用是每年30 000美元。33 2012年，世界上最便宜的树莓派电脑每台售价仅25美元。34由于价格低廉，树莓派基金会被来自发展中国家和发达国家购买者的订单搞得手忙脚乱。
现在，只需花费几百美元，就可以购买一部只有几十克重、可以放入上衣口袋的手机，有时甚至只需购买运营商的服务计划，就会免费获得一部手机。但是，由于手机内存是Cray-1A克雷计算机的数千倍，所以这种20世纪70年代后期制造的原型机造价接近900万美元，重量超过12 000磅。35从此以后，计算能力的边际成本逐渐趋向于零。
生成信息的指数曲线已经从根本上改变了我们的生活。如前文所述，大部分人正在互联网上相互联络，并几乎免费地分享信息、娱乐、新闻和知识。他们已经进入了零边际成本社会。
如今，指数曲线已经走出计算的世界，逐步成为利用一系列技术实现经济成功的衡量标准，以及衡量商业效率和投资回报的新基准。
免费能源
当今，人们讨论更多的都是可再生能源行业的指数增长。许多主要参与者都来自信息技术和互联网行业，他们将自身积累的经验应用于新的能源模式，并且精确地感受到了两者不可思议的相似之处。
首先，就产生的能量而言，太阳能和风能领域的可再生能源技术正在经历指数增长曲线，地热能、生物能和水能有望跟进。如同计算机行业，可再生能源行业不得不认真对待研发初期和每一代新技术投入市场运营时所需的高投资成本。公司也必须保持领先竞争对手两三代的优势，预测对方的新产品何时上线，以避免被指数曲线击败。近年来，许多市场领跑者破产，因为他们在技术上守旧，所以被迅速出现的新技术、新产品扫地出门。行业分析师预测，15年内，太阳能和小型风力发电的采集技术设备将像手机与笔记本电脑一样便宜。
其次，同通信互联网行业一样，建立基础设施的前期成本是相当高的，生产和传播信息的边际成本却可以忽略不计。同理，建立能源互联网的前期成本巨大，但是生产太阳能和风能的单位边际成本也几乎为零。此外，与信息一样，在投入研发和运营之类的固定成本后，可再生能源就几乎是免费的了。
互联网技术和可再生能源已经开始联合打造一个能源互联网，它将改变能源的生产和社会分配方式。在即将到来的时代，数亿人将在家里、办公室和工厂中生产自己的可再生能源，并且在能源互联网上共享绿色电力，就像现在我们在互联网上发布和分享信息一样。当利用通信互联网管理绿色能源时，地球上每个人都将在真正意义上为自己供应能源。构建可再生能源体系、以建筑物作为收集可再生能源的设施、使用氢气存储间歇式能源、利用绿色电力互联网分配能源，以及使用插电式或零排放燃料电池传输工具，以上这五大支柱的建立可以使数十亿人在接近零边际成本的物联网中分享能源。
然而，科学界对可再生能源的指数曲线议论纷纷。《科学美国人》（Scientific American）杂志在2011年的一篇文章中提出了摩尔定律是否适用于太阳能的疑问。如果适用，我们或许已经踏上能源模式转换的道路，就像计算领域所发生的那样。还好，科学家们一致得出了肯定的结论。
当我们考虑太阳能作为未来能源来源的巨大潜力时，就会发现它对社会的影响力将更加显著。太阳光束照耀地球每88分钟产生470艾焦的能量，这相当于全人类一年的使用量。如果我们得到太阳赋予地球能量的1%中的1/10，就能拥有6倍于目前全球经济所需的能量。36
尽管太阳是不折不扣的万能之源，所有化石燃料和其他能源都来源于太阳能，但是在目前的能源结构中，太阳能占比不到0.2%，这主要是因为一直以来太阳能的采集和输送成本高昂。但现在看来，情况已经今非昔比。
太阳能公司SunPower的创始人理查德·斯旺森（Richard Swanson）观察到，太阳能产业中也存在像摩尔定律表现在电脑芯片中一样的倍增现象。斯旺森定律认为，行业产能每翻一番，太阳能光伏（PV）电池的价格就会下降20%。晶体硅光伏电池的价格已经从1976年的60美元大幅下降至2013年的0.66美元。37
在获得更多太阳能的同时，太阳能电池还降低了能源获得成本。在实验室里，三重接头的太阳能电池效率已达到41%。薄膜的效率在实验室也已达到20%。38
如果该趋势按照目前的速度持续下去（实际上，大多数研究表明其正以指数方式加速），太阳能的能源价格将在2020年达到目前电力资源的平均零售价格，并在2030年达到目前煤电价格的一半。39
德国电力市场已经率先体验到接近零边际成本的可再生能源的商业影响。2013年，德国已经通过可再生能源生产了23%的电力，预计到2020年，可再生能源电力在电力结构中的占比将达到35%。40问题是，在一天中的某些时段，当太阳能和风能激增且超过用电需求时，价格将为负数。在这方面，德国并非特例。负电价也不断出现于西西里岛和得克萨斯的一些地方。41
未来，可再生能源发电量占总发电量的比例将越来越大，电力市场将因此呈现崭新的面貌。负价格将打乱整个能源行业。用于“备用”的天然气发电厂和煤炭发电厂的公用事业投资不得不被撤回，因为它们不能再确保投资的可靠回报。在德国，哪怕是花费10亿美元修建而成的燃气电厂或者燃煤电厂，也会受到可再生能源的冲击，从而不再满负荷运转，只能在无风或者云层厚的日子收回成本。这将延长建设燃煤电厂和燃气电厂成本的回收时间，使得投资难以为继。因此，即使仍处于第三次工业革命的早期阶段，可再生能源也已经开始发挥作用，迫使以化石燃料为动力的发电厂退出电网。42
全球能源公司正在遭受可再生能源指数增长的重击。2011年，英国石油公司发布的一项全球性的能源研究报告指出，2011年，太阳能采集量增长了73.3%，发电量为63.4吉瓦，比5年前增长了10倍。43在过去20年中，太阳能设备的发电量每两年翻一番，而且这种势头没有停歇的迹象。44
相比欧洲来说，即使是在绿色能源一直不温不火的美国，电力部门也是举步维艰。2011年11月，美国电力供应商NGR能源公司总裁兼首席执行官戴维·克兰（David Crane）指出：“在过去两年中，光伏能源的传输成本降低了一半。NGR能源公司预计，两年之后，该成本将再降低一半，这样，在大约20个州中，太阳能电力将比零售电力更加便宜。”这一切将彻底改变能源行业。45
同太阳能一样，风能也无处不在，尽管它的强度和频率不具有稳定性。斯坦福大学在研究了全球风电总量后得出结论：仅需获取世界上20%的风能，我们即可获得7倍于目前全球经济用电量的电力。46自20世纪90年代早期开始，风电装机量呈现指数增长，目前，在世界上许多地区，风电装机量已经处于和传统化石燃料与核能发电均势的地位。在过去25年里，风力涡轮机的生产效率提高了100倍，每台风力涡轮机的平均产能增长率超过1 000%。性能和生产力的提升显著降低了生产、安装和维护成本，因此出现了1998—2007年超过30%的年均增长率，换句话说，产能每两年半就翻一番。47
反对者认为，这是因为采用电价补贴的形式对绿色能源进行资助，人为地撑起了增长曲线。实际情况是，这些手段只是加速了对绿色能源的利用，扩大规模，鼓励竞争，并激励创新，而创新才是撑起增长曲线的关键，它进一步提高可再生资源采集技术的效率，并且降低生产和安装的成本。在很多国家，太阳能已经和传统的化石燃料与核电能源均势，政府也开始逐步取消税费补贴。同时，尽管传统的化石燃料能源与核能源已经成熟，并且取得了骄人的业绩，但实际上，政府目前对它们的补贴力度可能仍然远超过对可再生能源的补贴力度。
能源观察机构发布研究报告，针对风能和太阳能发电厂，预测了其未来市场份额的4种不同情况。一种是，预计2033年，绿色电能将占据全球电力市场50%的份额，另一种更乐观，预计最早于2017年就可达到这个目标。48太阳能和风能正以看似不可逆转的指数增长路径接近零边际成本，同时，地热能、生物能和潮汐发电也有可能在未来10年内实现各自的指数增长，因此，在21世纪上半叶，可再生能源将全面进入指数增长阶段。
在20世纪70年代，即便经历了过去数十年的翻倍增长，权威人士还是没能预测到IT和通信行业的指数曲线变化特质，因此，我们可能会继续低估未来可再生能源在全球能源中的占比。
麻省理工学院的发明家和企业家雷·库兹韦尔（Ray Kurzweil）目前是谷歌的工程负责人，他用毕生的时间来观察指数增长对IT行业的巨大影响，并独自计算出了指数增长对太阳能的影响。根据过去20年的倍增情况，他得出结论：“再倍增8次，我们将能够利用太阳能满足所有能源需求，而这一切只需要利用照耀到地球上的太阳光的1/10 000。”49 8次倍增只需要16年，也就是说，我们将在2028年进入太阳能时代。
但库兹韦尔可能有点儿过于乐观了。在我来看，排除一些不可预见的情况，在2040年之前，可再生能源将只能成功占据近80%的市场份额。
能源价格趋近于零
怀疑论者理所当然地认为，我们用于交换的东西没有一样是真正免费的。即使在物联网全面建成和投入使用后，信息和能源的生成和分配仍会产生一定成本。出于这个原因，当提及信息传递、绿色能源、商品和服务的边际成本时，我们通常只说“近乎零边际成本”。
虽然信息传递的边际成本已经很低了，但仍然有相当大的空间进一步降低，直至尽可能地趋近于零。据估计，2011年，向用户提供互联网接入服务的互联网服务提供商获得了1 960亿美元的收益。50总而言之，相对于实现全球近40%的人和经济互联的目标，这一成本是非常低的。51除了向互联网服务提供商付费，每一个使用互联网的人还需支付用于发送和获取信息的电力费用。据估计，在互联网上发送一兆字节的文件仅需0.001美元。52而且，字节数仍在不断增加。互联网消耗全球电力的1.5%，花费85亿美元，但相对于享用全球通信，这一成本算是极低的了。53这个金额相当于在拉斯韦加斯新建四五个赌场的花费。然而，随着互联互通需求的日益增加以及计算设备的不断强大，用电量也在不断增加。例如，谷歌消耗的电力相当于20万户家庭的用电量。54
世界各地的服务器和数据中心消耗了大部分电力。2011年，仅在美国，用于运行服务器和数据中心的电力就大约耗资75亿美元。55美国联邦数据中心的数量从1998年的432个增加到2010年的2 094个。56截至2011年，全球有超过509 000个数据中心，共占地约265万平方米，其面积相当于5 955个足球场。57由于这些数据中心的IT设备所耗费的大部分电力被转换为热能，所以还需要更多的电力冷却设备。而冷却设备消耗的电力通常占总电力的25%—50%。58
此外，还有很大比重的电力被浪费了，例如，需要服务器热备以应对服务器速度变慢或系统崩溃等突发情况。麦肯锡咨询公司发现，平均来看，仅有6%—12%的数据中心电力用于服务器计算，其余都被用来保持服务器热备。59全新的电源管理方案正在投入应用，以便在服务器空转或以较低频率和电压运行时降低能耗。此外，降低工作服务器的实际计算速度也能节约电力。另一种方法是业界所谓的“能量自适应计算”，即在IT设备本身的制造和运行过程中最大限度地避免过度设计和浪费，以此减少能源消耗。60
但是，降低数据中心的能源成本最终还要依靠可再生能源。虽然利用可再生能源供电的前期固定成本较高，但随着建设这种先进电力设施的成本逐渐下降，投资回收期将不断缩短。一旦设施和相关技术建成并投入运行，开发太阳能、风能以及其他可再生能源的边际成本将趋近于零，从而使电力几乎免费。这对于数据存储领域的大型企业具有重大意义。
苹果公司在2012年宣布，建于北卡罗来纳州庞大的新数据中心将由一个20兆瓦的大型太阳能发电设备供电，此外，还包括一个5兆瓦的利用生物燃气供电的燃料储存系统，用于存储间歇式太阳能，以确保每周7天24小时不间断的电力供应。61位于新泽西州东温莎的麦格劳–希尔公司的数据中心也将通过一个14兆瓦的太阳能电池阵列供电。除此之外，其他公司也正在计划建造类似的数据中心设施，以运行可再生能源。62
苹果公司的数据中心还安装了一个自然冷却系统，该系统可以将夜间室外的冷空气导入热交换装置，从而为数据中心的冷却系统提供冷水。63利用边际成本近乎为零的当地的可再生能源，可支撑全球物联网数据中心的供电，这将大幅降低电力成本，使经济活动的用电成本趋近于零。
在数据中心的管理过程中，降低电力成本应与降低存储数据的成本齐头并进，而在数据管理过程中，后者占据更大比例，并且数据的绝对数量比存储磁盘的容量增长得更快。
对此，研究人员已经开始尝试一种全新的数据存储方式，该方式最终可能使边际成本接近于零。2013年1月，英国剑桥欧洲生物信息研究所的科学家们宣布，他们找到了一种存储数据的革命性新方法，即将海量电子数据嵌入合成的DNA片段中。研究人员尼克·戈德曼（Nick Goldman）和伊万·伯尼（Ewan Birney）将5个电脑文件的文本转换成二进制代码，其中包括一段马丁·路德·金《我有一个梦想》演讲的录音、一篇詹姆斯·沃森（James Watson）和弗朗西斯·克里克（Francis Crick）描述DNA结构的论文，以及一个包括莎士比亚所有十四行诗和戏剧的文件等。他们还将二进制代码“1”和“0”再转换成DNA代码表中的字母。随后，他们将这些代码合成DNA链。机器读取这些DNA分子，并返回解码信息。64
这种创新的方法开启了几乎无限的信息存储的可能性。哈佛大学研究员乔治·丘奇（George Church）称，目前，保存在全世界所有磁盘中的信息都能够储存在手掌大小的DNA链上，而且DNA信息可以在避光、阴凉的环境中保存数百年。65
在早期发展阶段，读取代码的成本很高，解码的时间也很长，但研究人员有理由相信，在未来几十年中，这种生物信息学的指数增长速度将带动边际成本趋近于零。
趋近于零边际成本的通信/能量基础设施即将在协同时代形成。实现它所需的相关技术已经部署，并且目前已经到了规模化和扩建的阶段。第二次工业革命的通信/能源矩阵指的是集中式分布的通信和化石燃料发电。目前，维持该模式的成本日渐上升，而维持第三次工业革命的通信/能源矩阵的成本正在显著下降。比较这两种矩阵的成本，显然后者更能代表未来的发展方向。互联网通信已经实现以趋近于零的边际成本生产和共享，对于数百万的早期采用者而言，太阳能和风能也将如此。
化石燃料的坚定支持者认为，焦油砂和页岩气都是现成的，因此至少在短期内不必大力发展可再生能源。但是，这仅仅因为原油储量日益减少促使全球市场价格上升，才导致人们开采使用这些比原油成本更高的化石燃料。相比钻一个洞使原油从地下涌出，从沙子和岩石中提取油的成本要高得多。只要原油价格低于每桶80美元，焦油砂就不具备商业开采价值，而回顾一下，就在几年前，每桶80美元就已是天价了。至于页岩气，尽管当前的价格偏低，但最近的一些报道着实令人不安，这表明页岩气独立发展的前景被金融市场和能源产业过分夸大了。业内分析师担心，由于大量投资投入页岩气领域，就像19世纪的淘金热一样，目前，页岩气已经形成危险的泡沫，可能给美国经济带来破坏性后果。66
2013年5月，因为能准确预测未来趋势而被业界视为“神一样”的石油交易商安迪·霍尔（Andy Hall）预测，美国的页岩气革命只会“暂时”提升能源产量，这令业界震惊。霍尔告诉规模达45亿美元的Astenbeck对冲基金的投资者，页岩油井的产量最开始很充裕，随后产量就会快速下降，因为每个油井只能开发出单个大储量的页岩油池。然而，现有页岩气储量快速耗竭，从而要求生产者不断发现新的页岩气资源和挖掘新井，这就抬高了生产成本。至于结果，霍尔表示：“除非不断钻探新油井，否则不可能维持产量，从而引发油价上扬。”霍尔认为，页岩气的繁荣只是一个短暂现象。67国际能源署对此表示认同。在《2013年世界能源展望报告》中，国际能源署预测，“轻密度油”（页岩气的另一种专业表达）的产量峰值将出现在2020年左右，到21世纪20年代中期，其产量则会下降。美国页岩气的前景不容乐观。美国能源部能源信息署预计，页岩气产量的高水平增长只能维持到21世纪最初10年末，之后便会放缓。68
此外，人们还没有意识到的是，化石燃料能源永远不可能达到零边际成本，甚至不可能接近于零。然而，对数百万早期采用者来说，可再生能源已经接近于零边际成本。随着资本市场向协作共享完成转变，扩大可再生能源规模，使地球上的每个人都能以近乎零的边际成本生产绿色能源并通过物联网进行分享，已成为当今时代的下一项伟大任务。
[1] infofacturing为作者独创的专有名词。——译者注