每個時代都有獨特之處，雖然過去三代人（也就是二戰結束後的幾十年）的生活體驗，也許不像一戰前那三個世代的人一樣，有著巨幅的改變，可是仍不乏前所未見的事件和進步。令人印象最深刻的是，相較於歷史上的任何時期，現在多數人的生活水準更高，而且高品質的生活能維持更久，健康狀況也比以往更好。然而，在全世界近八十億人口中，這些受益者仍是少數（僅占全球人口的五分之一）。

第二個值得讚賞的成就，是我們對物質世界和所有生命形式的了解，已達到史無前例的擴展。我們的知識從綜觀複雜的宇宙（銀河系、星球）和行星（大氣圈、水圈、生物圈）系統，一路延伸到處理原子和基因的過程：那些刻在功能最強大的微處理器表面上的線條，大約只有人類去氧核糖核酸（DNA）直徑的兩倍。我們已將這些知識轉變為一系列持續革新的機器、裝置、程序、協議和調停措施，以維持現代文明；而我們所累積的龐大知識，以及一直以來將其運用在各項服務的方式，遠超過任何一個人類能理解的程度。

西元一五〇〇年，你可以在義大利佛羅倫斯的領主廣場（Piazza Signoria）見到真正多才多藝的跨領域專家，但過沒多久就看不到了。十八世紀中期，兩位法國學者德尼‧狄德羅（Denis Diderot）和讓‧勒朗‧達朗貝爾（Jean le Rond d’Alembert）還能召集一群學識淵博的撰稿人，以相當詳盡的條目將他們對那個時代的理解，編入由許多書冊彙集而成的《百科全書，或科學、藝術和工藝詳解詞典》（Encyclopédie, ou Dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers）。幾代之後，我們的知識範疇和專業程度增加了好幾個數量級（orders of magnitude），從基本的電磁感應（麥可‧法拉第［Michael Faraday］於一八三一年發現，發電的基礎）、植物的代謝作用（尤斯圖斯‧馮‧李比希［Justus von Liebig］，一八四〇年，農作物施肥的基礎）到電磁學理論（詹姆士‧克拉克‧馬克士威［James Clerk Maxwell］，一八六一年，所有無線通訊的基礎）。

一八七二年，也就是最後一冊法國《百科全書》問世的一百年後，任何集結成冊的知識，只能粗淺地帶過各式飛速增加的主題。一百五十年後，即使在高度專業的領域內，也無法概述相關的知識：像是「物理學」或「生物學」之類的術語，已經像是無意義的詞彙，而粒子物理學專家發現，即使翻開一篇新發表的病毒免疫學研究論文的第一頁，也很難理解裡面的內容。這種將知識過於細分的現象，顯然並沒有讓公共決策變得更容易。現代科學的高度專業化變得晦澀難懂，使得許多想學習某種專業知識的人，被迫接受長期的訓練，得等到三十出頭或是三十五、六歲之後，才能進入聖殿，一窺該領域的堂奧。

他們共同的特色可能是都有很長的學徒時期，但是就最佳行動方案而言，卻往往無法達成一致。從新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）大流行可以清楚看出，連戴口罩這類看似簡單的決策，專家的看法都莫衷一是。到了二〇二〇年三月底（大流行已發生三個月），世界衛生組織（World Health Organization）仍然建議，唯有已感染者才需要戴口罩，而在二〇二〇年六月上旬，突然出現大逆轉。由此可知，無專業知識的人要如何選邊站？而這些有爭議的作法朝令夕改，或是先前主流的說詞又被推翻，一般人又如何能理解呢？

儘管如此，這類持續的不確定和爭議，卻不能成為大多數人誤解當代世界基本運作的推託之詞。畢竟，了解小麥如何種植（第二章）、鋼鐵如何製造（第三章），或意識到全球化（第四章）既非新鮮事，也一直存在，這些事情與要求一個人理解飛秒化學（femtochemistry，研究在10－15秒內的化學反應，亞米德‧齊威爾［Ahmed Zewail］，一九九九年諾貝爾獎得主）或聚合酶連鎖反應（Polymerase Chain Reaction［PCR］，快速複製DNA，凱利‧穆利斯［Kary Mullis］，一九九三年諾貝爾獎得主）不同，不可同日而語。

那麼，為什麼現代社會中，大多數人對於世界究竟如何運作只有粗淺的了解？顯而易見的原因：現今世界太過複雜：人們經常與黑盒子互動，這些黑盒子輸出的東西相當簡單，但是對於盒子裡發生的事情，只需要稍微理解或是根本不需要理解，例如手機和筆電這類隨處可見的設備（輸入簡單的查詢指令，就可以達到目的），或是像疫苗接種這類大費周章的事（這當然是二〇二一年全球最佳例子，通常大眾唯一可以理解的部分，就是把袖子捲起來）。要怎麼解釋這種理解缺陷（comprehension deficit）呢？的確，我們鼓勵將廣博的知識專業化，但反面則是對基礎知識的了解變得越來越粗淺（甚至完全無知），不過這樣的事實仍不足以解釋理解缺陷。

都市化和機械化是造成理解缺陷的兩個重要原因。自二〇〇七年起，全球一半以上的人生活在都市（富裕國家則是超過八〇％的人），現代都會區的工作以服務業為主，這與十九世紀和二十世紀初的工業化都市不同。大多數現代都市居民不僅跟生產食物的方式脫節，也跟製造機器和設備的方式脫節，而所有生產活動的機械化程度與日俱增，意味著現在全球只有極少數的人，所從事的活動是關於提供文明的能源和構成現代世界的材料。

美國現在大約只有三百萬人（農場主人加上工人）直接從事食物生產工作──實際犁田、播種、施肥、除草、收割（採摘蔬菜和水果，是勞力最密集的一環）、照顧動物，總共不到美國人口的一％；難怪大多數美國人不曉得麵包或肉品是怎麼來的，或者只有些許模糊的概念。聯合收割機可以收割小麥，但也能收割大豆或扁豆嗎？一隻小豬多久會變成豬排：要幾個星期？還是幾年？絕大多數的美國人根本毫無頭緒，這種現象比比皆是。中國是全球最大的鋼鐵生產國，每年冶煉、鑄造和軋製的鋼鐵將近十億噸，但這些全都由中國十四億人口當中不到〇‧二五％的人完成，只有極少數的中國人會站在高爐（blast furnace）旁邊，或是看得到連鑄機（continuous casting mill）上有如紅色緞帶般移動的熱鋼。這種脫節的情況在世界各地都會發生。

一般人之所以不清楚那些提供能源（食物或燃料）和耐用材料（無論是金屬、非金屬礦物或混凝土）的基本過程，還有另一個主要原因，因為這些知識跟其他資訊、數據和圖像相比，不是被視為傳統，就是認為早已過時，顯然一點都不會讓人感到興奮。通常一流人才不會從事土壤科學，也不會嘗試製造更好的水泥；相反地，他們紛紛投入於處理無形的資訊，例如：微型設備裡的電子流。不管是律師、經濟學家、程式設計人員或財務主管，收入雖高，不過，完全脫離了地球上物質層面的現實生活。

此外，在這些數據崇拜者當中，有許多人相信這些電子流將使傳統的實體必需品變得沒有必要。農田將由都市高樓裡的農業取代，人工合成的產品最後將使種植農作物這件事完全走入歷史；由人工智慧帶動的去材料化（dematerialization），將使我們不再依賴具體成型的金屬和加工礦物，到最後可能連地球環境也不需要：如果我們準備將火星改造成地球，誰還需要地球呢？這些並非全都是不成熟的預測，畢竟這類幻想是來自於一個假新聞充斥的社會，夾雜在現實和虛構，因此容易受騙的人接受了邪教式的願景和幻想，而這些幻想在過去那些較為敏銳的觀察者眼中，會被毫不留情地視為痴人說夢。

本書的讀者都不會搬到火星，我們所有人吃的糧食，一樣會從大片農田裡種植出來，而並非都市農業支持者想像的那樣，種在摩天大樓裡；我們沒有任何人會生活在一個去材料化的世界，在那裡，原本蒸發的水或不可替代的植物授粉等自然現象，都派不上用場。但是，提供這些生存必需品會是一項日益艱鉅的挑戰，因為多數人目前生活的環境，是由上幾代少數富裕的人留下來的，而且人類對能源和材料的需求與日俱增，對生物圈造成的壓力太多、太快，進而破壞了生物圈維持長期正常運作的流動和儲存能力。

提供一個相當關鍵的比較數字，二〇二〇年全球有將近四〇％的人口（三十一億人，包括撒哈拉以南非洲地區幾乎所有人口），每年的人均能源供應量竟然只跟一八六〇年的德國和法國差不多！為了達到有尊嚴的生活水準，這三十一億人的人均能源消耗量至少要增加為兩倍，最好是三倍，這樣一來，才能讓電力供應量倍增，提高食物產量，建設必要的都市、工業和交通基礎設施，但這些需求必然將進一步破壞生物圈。

我們將如何處理隨之而來的氣候變遷？目前普遍的共識是我們需要有所作為，以預防許多非常不受歡迎的後果，但是要採取什麼行動、在行為上怎麼改變才會最有效？對於那些忽視這個世界能源和材料需求的人，以及那些喜歡提倡綠色環保方案，而不去了解我們如何走到今天這一步的人，有個簡單的解決之道：脫碳（decarbonize）就好──從原本燃燒化石碳，轉成利用取之不盡的再生能源。真正的障礙是：我們這個文明社會是以化石為燃料，而科技的進步、生活品質與繁榮，都是取決於大量燃燒化石碳，化石碳是我們財富的關鍵因素，無法在未來幾十年說不用就不用，更別說是幾年內。

全球經濟若要在二〇五〇年完全脫碳，目前可想而知的前提有兩種，第一是全球經濟要付出代價，將發生難以想像的衰退；第二是技術上出現了奇蹟般的大躍進，能以非常快的速度轉成依賴其他能源。不過現階段我們仍缺乏可信任、可利用、可負擔的全球策略和技術，無法確定能否達到第二種結果，而要是發生了第一種結果，有誰願意處理這個燙手山芋呢？究竟會發生什麼事？在一廂情願的幻想與現實之間，存在著巨大的鴻溝，但在民主社會中，必須由大家集思廣益，各自分享一些現實世界的相關資訊，各種觀點百家爭鳴，之後才能以合理的方式繼續向前邁進，而不是動不動就搬出個人的偏見，提出與現實脫節的論點。

本書試圖減少理解缺陷，解釋一些影響著我們生存和繁榮最基本的主要現實狀況。我的目標不是預測，也不是勾勒出令人震驚或沮喪的未來情境，這種自打嘴巴的預測已蔚為流行，不必助長這股風氣：從長遠角度來看，因為出乎意料的發展和複雜的互動太多，所以無論窮盡個人或群體之力都無法加以預測。我也不會提倡對現實的任何特定（具有偏見的）解讀，以免讓人產生絕望或無止境的期望。我既不是悲觀主義者，也不是樂觀主義者，我是科學家，試著解釋世界究竟如何運作，我將利用這樣的理解讓我們更能意識到未來的限制和機會… 閱讀完整內容