站在歷史面前，為POW辯護區塊鏈
大多數人都認為比特幣的POW（工作證明）是一種浪費。本文將對比POW和現存政府體系的能源成本
前言
大多數人都認為比特幣的POW（工作證明）是一種浪費。而本文闡述如下道理：一切都是能源，貨幣本身也是能源，能源的利用是主觀的。此外，本文還將對比POW和現存政府體系的能源成本。文章綜合了業界很多人的看法，我只不過把這些看法整理提煉出來。
特別說明：我不是說目前POW的應用就是完美的，我也承認它將來可能會被更加優化的POW/POS代替。
工作意味著能源
當法國數學家斯帕-古斯塔夫·科里奧利（Gaspard-Gustave de Coriolis）引入做工可以轉換成能源的想法（功能轉換）時，工作意味著能源的觀念就萌芽了。很久以前，經濟系統中的工作完全是由人類完成的，沒有火也沒有什么機械工具。人們從哪里獲取這些能源呢？從自己攝取的食物中。
大約100萬年前，人類偶然學會了用火。于是我們利用的能源增加了，因為不止能夠用食物取暖，還能燒火取暖。于是，這部分增加的能源，就提高了我們的生活水平。
幾千年以前，人類學會了飼養家畜，能源使用又進一步增加了。家畜可以勞動，這些新出現的勞動者也要吃東西。這就需要大量食物滿足能源需要，人類的繁榮程度也進一步提高。
最近幾百年，人類建造了大型機械。這些機械運轉的動力源，最初是水能和風能，后來又出現了煤炭、石油這樣更便宜的資源，如今又出現了核能（聚變和裂變）。機械和自然都能夠利用能源實現生產。我們的經濟基礎不是貨幣，而是工作和能源。
我們生命中的一切都與能源的價格緊密相關。水的凈化需要能源，運輸產品需要能源，制造產品需要能源，做飯需要能源，冷凍冷藏需要能源。
自由市場中的一切商品成本，反映的主要就是生產這種商品消耗了多少能源。因為自由市場鼓勵低價，所以生產一切商品的能源也做到了最小化。貨幣代表生產商品和服務所需的工作量，貨幣也可以看成是存儲起來的能源。
圖片說明：2010年全球GDP美元形式（數據來自美國農業部USDA）與全球能耗比較。上圖來自2014年《BP世界能源統計評論》（BP Statistical Review of World Energy 2014）。
20世紀早期，亨利·福特（Henry Ford）、托馬斯·愛迪生（Thomas Edison）這樣的工業巨頭曾考慮用“能源幣”（the energy dollar）或者“能源單位”（units of energy）代替黃金或美元。這一概念十分流行，因為有多種穩固的貨幣特征，例如：記賬單位（unit of account）定義清晰，度量比較容易，偽造比較困難，可分割性良好，還擁有可替代性（fungibility）（意思是這些單位等同于其他任何單位）。但，能源貨幣卻有一個致命的問題，那就是很難運輸、存儲。
POW——工作證明
“若要讓男人或女人渴求一樣東西，只消讓這東西難以得到便足夠了。”——馬克·吐溫
時間快進到2008年10月31日，中本聰發布了比特幣白皮書。比特幣的工作證明，英語簡稱POW，原先是為了對抗垃圾郵件的措施，后來中本聰改造，用在了數字貨幣領域。
POW挖礦的內在機制是用專用機器（dedicated machines）（即專用集成電路，ASIC），通過區塊獎勵（Block Reward），把電能轉換成比特幣。電腦反復執行哈希操作（猜測/投票），直至它解出密碼難題，收到作為區塊獎勵的比特幣。
解題的過程證明了礦工以ASIC和電的形式消耗能源，同時也證明了礦工在工作上的投入。如此一來，比特幣便具備了一種資本主義投票機制——通過用能源/ASIC礦機產生哈希值的方式，比特幣實現了“以風險投資換取選票”的機制。
中本聰設計POW的時候，他也從根本上改變了人類達成共識的途徑。原本共識通過政治投票達成，現在通過能源轉換，轉為了非政治的投票（哈希）。POW是燃燒的證明，說明能源確實已經消耗了。這一點為什么很重要呢？因為這是實體世界確認數字世界中某事已經發生的最簡單、最公平的方式。
POW的關鍵是物理，而非編碼。比特幣是一種通過能源鑄造的超級商品（super commodity），而能源是宇宙的基本產物。比特幣把電能變成了數字世界的黃金。
當且僅當生產比特幣成本很高的情況下，其賬本才能保持不變。實際上，比特幣采用的工作量證明（POW）要耗費很高的成本，這是一種正常特征，而不應被視為我們眼中的bug。直到最近，人類若想保護某種昂貴東西，其辦法還是要在這東西周圍筑起一道實體的高墻。
而密碼貨幣的新世界，與人類的直覺相反，同時也讓人們感到很奇怪——這里的錢財并沒有高墻保護，這里的保險庫也沒有門可以進去。比特幣的公開賬本，是被集合的哈希算力（collective hashing power）保護的，所有能源消耗的總量就是一道高墻。而且，通過透明而昂貴的設計，破壞者需要花費同樣多的能源，方可將高墻拆除。這種成本之高，是不可偽造的。
能耗
有人認為，密碼大災難（cryptopocalypse）就要來了，說比特幣的POW實在太糟糕，在2020年就要吞噬全世界的能源，從而毀滅世界！
你可能已經注意到，大多數“世界末日”文章的根據，都是一個叫亞歷克斯·德·弗里斯（Alex De Vries）的人作的一個分析。
這是一位“金融經濟學家和區塊鏈專家”，就職于普華永道荷蘭分部（PWC Netherlands），是網站Digiconomist撰稿人。他的估算，在耗能方面的計算有問題，因此已經遭到了不少批評。但更嚴重的是他選擇的評判標準，也就是所謂的“每次交易耗電量”，其實是故意誤導人。理由如下：
比特幣耗費的能源是以每區塊為單位計算的，而每個區塊的交易數目卻可以各不相同。交易增長并不意味著能耗增長。
比特幣交易的經濟密度總是增加的（通過Batching、Segwit和Lightning等方式可以讓一個區塊中容納的交易數量增加）。隨著比特幣越來越成為一種結算網絡，每一單位的能源也就獲得了越來越多的經濟價值，并且以指數方式增加。
此外，每次交易的平均成本，并不足成為衡量比特幣POW效率的唯一指標。人們應該從經濟安全的角度做更多的考量。能源支出確保了比特幣的存量，并且隨著通貨膨脹的減少，這一百分比隨著時間的推移而下降。
自從誕生開始，比特幣“積累”的能量就與所有這些被挖礦的區塊連在了一起。研究機構LaurentMT用經驗主義研究發現，比特幣的POW的確隨著時間推移而越來越有效率：成本增加了，但系統獲得的總價值增加幅度更大，所以增加的成本就平衡掉了。
既然我們知道能源消耗的投資回報率應該又怎樣的考核標準，咱們就來看一看，比特幣的POW能源成本會有怎么一個趨勢。
ASIC效率的提高速度正在放緩。速度放緩的同時，我們預計，制造商的競爭將會更為激烈，因為利潤減少了。
挖礦總成本，將從ASIC硬件的前期可訪問性成本（capex），化作能源運營成本（opex）。由于挖礦中心的物理位置能夠移動，在比特幣網絡中無所謂具體位置，所以礦工都會蜂擁到用最小成本產出最多電力的地方。
長遠來看，比特幣礦工在全球中心之間進行電力套利，還可能產生更有效的全球能源市場。比特幣挖礦成本變成了最低（多余）電力價值。
這樣一來就能解決可再生能源（水力和甲烷等）出現的浪費問題（如）。在未來，比特幣挖礦，還能促進具有可變輸出的可再生能源的生產。能源生產者可以連接礦工，把多余電力存成比特幣。
以前，某國若是有足夠的可再生資源，而又難以利用（例如冰島），就常用一種金屬作為“輸出”電能的手段，那就是鋁。鐵鋁氧石（也就是鋁礦石）的熔化，能耗極高，而把這種耗能轉換成鋁，又是一種單向的變化（類似哈希）。
現在人們擔心比特幣挖礦中的“不公平”能耗，同樣，大概40年前，1979年，人們也擔憂生產鋁過程中的“不公平”能耗（包括對中心化的擔憂）。這些公司總是在全球到處尋找便宜能源和其他優惠條件。隨著鋁制造業在幾十年內逐漸成熟，每千瓦時電量能生產出的的鋁變得更多了。
“全球能源網可以釋放被困的資產，還能讓各種新型資產得以利用。請您想象一幅全息3D世界地圖，其中有廉價能源熱點海拔比較低，昂貴能源熱點海拔更高。比特幣挖礦，就好像把一杯水倒在了地圖表面，水會流到更低的地方，讓地表變得平滑。”——尼克·卡特（Nic Carter）
比特幣的POW是一切電力的最后買家，它作為一個后盾，能夠激勵人們在各種完全不同的能源周圍，建起新能源制造工廠。沒有POW，那些能源就沒有人利用了。
“POW能耗什么時候停止增長？在有足夠的能源生產商直接進行POW工作的時候，POW燃燒1度電帶來的邊際收益，等于把這1度電出售給電網的邊際收益的時候；也就是POW溢價減少到零的時候。我把這種平衡叫作“中本聰平衡點”。我估計，達到這種平衡的時候，POW會消耗全世界能源的1%到10%.”——杜魯?！ぐ噘悹枺―hruv Bansal）
有些人抱怨比特幣挖礦并沒有實現“任何有用的東西”，比如尋找素數。雖然為工作引入二級獎勵似乎是一種良性的想法，但它實際上帶來了安全風險。拆分獎勵可能導致一種局面：“實現次要功能比實現主要功能更有價值”。
哪怕次要功能是無害的（例如加熱器），我們也會從原先預期的每X（數字）哈希100美元，變成每X哈希100 5美元。“挖礦加熱器”只不過是又一種提高硬件效率的方法，會導致困難增加，也導致每區塊能耗增加。走運的是，比特幣永遠都不會出現這種問題，因為比特幣的安全性，由“POW算法的純粹性”保障。
此外，比特幣已經為社會帶來了巨大作用（如果挖礦在過去無法盈利，將來也會無法盈利）；而且，請礦工作出利他行為而不給礦工激勵，這種事情也稱不上理智。
相對成本
根據熱力學第一定律，一切過程都需要能量。因為所有用戶全都支付市價來使用電能，所以若是宣稱某一種能源用法比另一種能源用法更浪費，就是純粹主觀的看法了。
“人們要是發現電能值得購買，電能就沒有浪費。那些擴展這電能的人，會得到比特幣作為獎賞?！薄璋湍勖绹髮W教授賽福鼎·阿莫斯（?Saifedean Ammous）
在熱力學中，宇宙是一個的終極封閉系統。比特幣對于多余電力的消耗，比現有法幣系統電力消耗少得多?，F有法幣系統，不僅銀行業基礎設施會耗電，軍事、政治機構也會耗電。
這種電能的利用中的能源交換，目的是維持金融體系，同時取得“凈正值”的效果。下面我對現有的金融，軍事和政治系統進行粗略比較。
圖中所有成本按美元計算。其中，“政府”代表每年總支出，包括軍費。
2006年，美國國防部用了大約3萬千兆瓦時電能，花了大約22億美元。全球每年軍費大約1.7萬億美元。圖中金礦、銀行、黃金回收成本都是2014年的估計值。銀行體系和政府估值是每年支出的合計，包括電費。銀行業每年電費638億美元。
值得一提的是，法幣通脹每年2-3%，屬于隱形稅款，會消耗存款，這部分成本太大，圖中沒有包括。而比特幣不是政府發行的，發行過程中幾乎沒有腐敗現象。
目前比特幣礦工死亡人數為0，而過去100年中，為了開采金礦至少死了五萬人。
I型文明
人類在尋找廉價能源的路上，會在現實世界中解鎖更大的經濟發展潛力。比特幣通過這些新的，或是異質能源的利用，不僅會把我們推向前蘇聯天文學家卡爾達肖夫（Kardeshev）提出的“I型經濟體制”，還可能會推向他提出的“I型能量文明”。（譯注：卡爾達肖夫認為，目前人類只能利用化石燃料，這是O型文明；I型文明可以利用太陽送給地球的所有能量。）
目前我們在卡爾達肖夫量表上處于0.72的位置。有了比特幣挖礦作為激勵，可能會把I型文明來到的時間，從200年縮短到幾十年。達到I型文明之后，限制能耗增長的需求就會減弱，人類的生活水平也會隨之提高。
社會尋找廉價發電來源的迫切需求，將會加速核聚變反應堆的建設進程。這方面，大自然已經作出了表率，整個宇宙的恒星都在核聚變。人類正在模仿大自然，生產核聚變反應堆。
估計需要花費800億美元，研究幾十年，才能實現可控核聚變。核聚變的燃料重氘（deuterium），在地球海洋中大量存在，可能滿足全世界數百萬年的能源需求。
核聚變有很多可再生能源的優點，例如，可以長期供應，不排放溫室氣體，不造成空氣污染，等等。核聚變可以提供很高的能源密度，而且供應不會中斷。核聚變還有另一個特點，就是“規模不經濟”（Diseconomies of scale）（譯注：指隨著企業生產規模擴大，而邊際效益卻漸漸下降，甚至跌破零，成為負值）不會影響生產成本。例如，水能、風能的成本，在最優地點得到開發之后會上升，未來的發電機必須安裝在條件較差的地方；但是，核能卻不一樣，哪怕修建了大量核電站，成本依然不會上升，因為原材料（海水）十分充足而且分布廣泛。
水啊水，到處都是水，卻沒有一滴能解我焦渴?！娙巳姞枴ぬ├铡た吕章芍巍豆胖圩釉仭贰?/p>
核聚變和其他廉價能源將會為人類解決各類重大問題，例如淡水短缺。地球上到處都是海水，然而淡化工廠卻需要大量能源。目前淡化水的成本高于淡水、地下水、循環水、節約用水的成本。
人類探索的意志，能夠上山下海，來到原子中心，來到時空的結構；探索會不斷發展，不會被能量所限制。我們還將探索整個宇宙。
目前比特幣挖礦成本是每年45億美元。這些成本將換來每年各個對手方的1.34萬億美元無需擔保的結算，外加全人類能源成本下降。值不值？答案很明確：值！
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