​垃圾分類 —— 一場全民分散式計算的實踐,能從區塊鏈借鑑什麼?

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文丨互鏈脈搏·元尚

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7月1日,《上海市生活垃圾管理條例》正式實施,在這前後段子不斷。

穿透到源頭的垃圾處理方式是一個發展趨勢,畢竟發達國家已經較為完備系統工程,併產生了有益的社會價值。

從組織形態上觀察,這像極了區塊鏈的分散式計算,不同是,算力是人腦。

在過去,城市的執政者以及相關單位不斷向垃圾分類做的比較好的國家學習經驗,但如果將模型簡化,參考比特幣這樣的分散式計算組織,或能帶去另一些經驗。

垃圾埋城的治理

在討論垃圾和比特幣之前先了解一下垃圾分類和熵的關係,因為熵和分散式關係密切。

從“熵”理論來觀察,垃圾和人類命運息息相關。

物理學家告訴我們,在能力或者物質由一種形態轉化為另一種形態過程中,總有一部分變成無用的東西,也就是說變成垃圾,這就是熵增。

人類消耗的物質越多,耗散的能量也就越多,所以熵就表現為增加的趨勢。物質的損耗的最大值就是全部物質變成垃圾,能量的耗散的最大值就是“死寂”,換句話說,就是人類的滅亡。這是自然規律——熵定律。

垃圾是“熵增”產物,人類為了減緩“垃圾埋城”的滅亡,就需要處理垃圾,將垃圾轉化成新的能量或者物質。

要處理無序的垃圾,需要投入能量進行“熵減”操作。投入的能量從低到高可以分為幾個版本:1.0,隨手一丟,幾乎不處理;2.0,集中無差別處理,堆積、填埋、焚燒……;3.0,集中分類處理;4.0,垃圾在居民端進行分散式分類處理。

從1.0到4.0過程來看,表現形式是人類文明的發展,但底層的物理邏輯是人類對能量的使用及掌控。

有意思的是,當電成為居民生活主要的能量來源後,人均用電量和垃圾處理的階段幾乎匹配。

人均用電量可以分為這樣四個檔次:第一個檔次是年人均用電量在1萬千瓦時以上的,主要是北美、北歐及澳大利亞等少數發達國家。這一區域地區尤其是北歐國家,是4.0的標杆,居民對垃圾分類的處理較之我們熟悉的日本有過之無不及。其硬體裝置甚至讓日本望塵莫及。(瞭解一下芬蘭的真空垃圾回收系統)

(芬蘭坦佩雷市真空垃圾回收系統)

第二個檔次是5000-10000千瓦時,大部分發達國家都在此列。這些國家垃圾實現了3.0的操作,即集中分類處理。中國部分發達省市處於這個階段,比如深圳新建的垃圾處理廠都會進行集中分類處理。

值得注意的是,日本、德國人均用電量在7000-9000千瓦時,但卻已經實現垃圾處理4.0模式。這意味著,透過管理,可以提前把能量用於分散式垃圾處理。上海2018年人均用電量是6400千萬時。

第三個檔次是2000-5000千瓦時,主要包括金磚國家等新興市場。2018年,中國人均用電量4889千瓦時,即將突破這個階段,中國大部分垃圾仍是在2.0階段,集中進行填埋、焚燒等。

第四個檔次是不足2000千瓦時,主要是一些發展中國家和欠發達地區。比如印度2017年人均1118千瓦時,很多垃圾丟在路邊,處在垃圾處理1.0階段。

(全球人均用電量情況 單位:年/千萬時 2011年資料)

這些資料顯示,垃圾熵的處理,需要有充沛的能源做保障。當一個城市,區域的能源主要解決居民溫飽生存問題的時候,是顧不上垃圾分類的。垃圾分類越精細、越有序就需要越多的能源。

分散式垃圾處理向區塊鏈借鑑什麼

接下來可以探討分散式的垃圾處理和區塊鏈的關係了。

首先有個結論,為什麼很多企業或者組織大了後,效率降低,變得官僚、拖沓。華為有過討論:這就是“熵”定律造成的。表現在組織攜帶、流程講話、技術創新乏力、業務守成;個人貪婪怠惰、安逸享樂、缺乏使命感、沒有責任感。

其原因是,中心化系統的複雜度過高導致效率降低,因此引入去中心化的分散式系統,可以保持系統的低熵。

垃圾處理從中心化的分揀到去中心化的分揀也是這個原因。當垃圾越來越多,中心分揀的效率會越來越低,分散式的分揀,會大大提高系統效率,雖然居民需要消耗更多能量。但整個系統卻能維繫低熵。

區塊鏈以及其他分散式技術(比如邊緣計算、霧計算、分散式CDN)的出現也是基於網際網路的資訊熵。網際網路產生的資訊越多,系統就越複雜,並且複雜度以指數級的速度增長。因此為了維繫系統的低熵,分散式資訊處理已經成為趨勢。

但是分散式的系統如何達成一致共識,從上海的垃圾分類可以看到,那麼多的挖苦段子表明,共識似乎並未達成。

在熵理論中,有個麥克斯韋妖(注:Maxwell's demon,是在物理學中假想的妖,能探測並控制單個分子的運動,於1871年由英國物理學家詹姆斯·麥克斯韋為了說明違反熱力學第二定律的可能性而設想的),這個“小妖”後來被證明是需要消耗能量的,但是它卻能用很少的能量來維持系統低熵。自然界有大量這樣的低熵系統,比如鳥群能在空中不碰撞;魚群能在海洋中快速組織。他們都只是在分散式的系統中遵循,最為簡單的協議,卻做到整個系統的奇蹟,每個個體都讓系統保持了最低熵。

(魚群可以透過很簡單的資訊處理實現系統低熵)

回到垃圾分類,發達國家的經驗表明,懲罰是達成共識的一種“麥克斯韋妖”。眾所周知,日本和北歐都有對不遵守垃圾分類的高額懲罰。

比如日本對亂扔垃圾有5年以下徒刑,並處罰金1000萬日元的嚴懲法律;美國部分州亂扔垃圾最高可能面臨最長達6年的監禁。

上海目前也是採取懲罰來維繫系統的低熵,但針對單位最高的處罰只有五萬元以上五十萬元以下罰款。

但是這個懲罰“妖”消耗的能量仍然巨大,換句話說執法成本很高。因為懲罰仍然是中心化的。行動分佈、治理中心,治理成本必然更大。

能否用能量更少的規則,實現一個“麥克斯韋妖”。區塊鏈的出現給我們了一些思路。

基於區塊鏈的第一個組織,比特幣組織已經運營了10年。其生命力仍然非常強勁,維繫這個系統的“妖”很簡單,“挖礦得BTC”。比特幣實現了行動分佈、治理也分佈。

能否效仿區塊鏈,比如使用者對垃圾分類投放進行短影片拍攝,獲取一定積分,積分有助於信用的提升,甚至獲得一些獎勵,獎勵可以來自垃圾處理帶來的收益,於是,行動和治理都可以透過智合約協議在終端進行。這個系統將小妖所消耗的能量降低,實現系統低熵執行。

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