區塊鏈對時間、空間、能量的答案

爲了讓你們可以更深刻的理解區塊鏈，接下來的祕猿小課堂裏將會從四個方面切入。第一個方面是區塊鏈對一些基本問題的答案。其中包括對時間的答案，對空間的答案以及對能量的答案。

祕猿科技區塊鏈小課堂第 8 期
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（一）區塊鏈是一個時鐘

讓咱們從第一個問題開始。區塊鏈能夠被看做一個時鐘。若是與文明史結合來看，最先的時鐘是什麼？在北大隔壁學校的廣場上有一座日晷。日晷上有一根杆子，從杆子影子的位置能夠推測時間。這種時鐘很是的依賴於太陽而且不精確。同時它只可以提供有限的服務範圍，陰天或者晚上就不在服務區了。

1.牛頓時間與柏格森時間

想要理解時間，首先要區分兩個關於時間的概念。

第一個概念叫作牛頓時間。它是牛頓力學，也就是經典力學中的一個時間的概念。在經典力學裏，時間其實是空間的附庸。這個時間具備同質，可逆，均勻的性質。換言之，若是將牛頓力學中有關時間的公式在時間變量上逆轉，公式也是成立的。

除了牛頓時間以外還有另一種時間。這個時間叫作柏格森時間。亨利.柏格森（Henri Bergson）是一位法國哲學家。在柏格森看來時間是綿延的洪流。它是非均質的，不可逆的。它也是發散的，自由發展的而且是在連續創新的。這個時間是人類的時間。換言之，這個時間是社會的時間。它並非物理的時間。

2．柏格森的習得記憶和純粹記憶

還有一個概念，叫作柏格森記憶。柏格森記憶分爲兩種。其中一種是習得記憶。以人類的歷史爲例，人們把過去事件的回憶記錄下來，就叫作習得的記憶。胡適曾說過歷史是任人打扮的小姑娘。歷史學家克羅奇提出，全部的歷史都是當代史。創建在這種歷史上的記憶就是習得記憶。

另一種記憶是純粹的記憶。這種記憶是一種比較理想化的記憶。記錄者會很是忠實的記錄發生過的事情。這種記憶其實是很是昂貴的。例如古代的史書若是想擁有這種純粹的記憶，史官想真實地記錄發生的史實，好比李世民殺兄屠弟的來龍去脈，作到這一點須要承受很大的壓力。中國傳統文化裏還有爲尊者諱，肆意刪改歷史的「春秋」史學和政治傳統。因此純粹的記憶是很是奢侈的。

3.區塊鏈的時間

如今區塊鏈給了人們一個選擇，或者一個答案。這個選擇就是區塊鏈上的時間。區塊鏈給了社會另一種時鐘的選擇。

區塊鏈時間具備不可逆性
區塊鏈的時間是不可逆的。通常狀況下，在確認了比特幣上的六個區塊以後， 再把六個區塊從新推翻的可能性在數學機率上是很是小的。因此當有人進行一個交易，例如我給別人轉了 0.01 個比特幣，在確認了一個區塊之後，換言之就是交易的這個區塊被打包之後，交易所就會發出通知：這個比特幣已經轉入了。可是在這時，比特幣裏只有一個區塊被確認。那麼當支付方看到已經有六個區塊被確認的時候，比特幣的支付就已經完成了。所以，區塊鏈有不可逆的特性。同時，區塊鏈也是不可改的，也就是說區塊裏的哈希碼是沒法更改的。

區塊鏈的時間是非均質的

區塊鏈上的時間還具備非均質的特性。何爲非均質？舉個例子，以太坊的以太貓交易曾致使以太坊的網絡擁堵了很長一段時間。因此有一段時間人們發現以太坊的的交易特別多，這就使得有些交易被拖延了。所以，區塊鏈的時間具備非均質的特性。有的時候區塊鏈上的時間會出現很是火熱的狀況，有的時候反而又很冷清。

區塊鏈時間是發散，自由而且連續創新的

區塊鏈的時間又能夠被視爲一個發散，自由而且連續創新的時間。 這個概念該怎麼理解呢？人們常常據說區塊鏈上存在分叉。例如以太坊立刻要在塊高7,280,000 上作一次硬分叉（注：後來又由於漏洞被推遲了，並且此次硬分叉原則上講不會出現兩條鏈）。若是此次升級後致使出現了兩條新鏈，硬分叉以前的這段時間其實是兩條鏈來共享的。可是在硬分叉之後，出現了兩個有共同過去的時間。而且在硬分叉這個節點的後面，兩段時間的內容是不同的。因此這個時間是一種自由的，連續創新的時間。

區塊鏈時間是由事件堆疊而成的

這樣一來，區塊鏈實際上給人類，給社會提供了一個可使用的時間。在過去，人們擁有的時間是國家授時中心頒佈的時間。它是物理的時間，因爲這個時間是中心化發佈的，這個時間很精確，可是人們在社會中交互的時候對這個時間的使用卻很難作到精確。在這個時間裏，時間和事件也沒法緊密地結合。而區塊鏈的時間倒是由事件堆疊而成的時間。這個時間裏每一個事件都對應一個哈希值，每一個哈希值都存在一個區塊裏，而區塊是按照事件前後順序緊密相連的。每個事件都是另外一個事件的時間證據，也就是區塊關係上的見證。

因此若是想要在區塊鏈上作一些有關商業，政治，文化的事情，首先須要理解一點：區塊鏈是一個時鐘。並且這是一個創建在全部過去與將來的事件的見證上的，世界性的時鐘。處在這樣一個世界性的時鐘裏，若是有人提問一個商業行爲是在何時發生的？答案不會是某年某月某日。對方給出的回答會是這個事件發生在以太坊的某一個塊高上。而這個回答可能對將來的商業交易來講是更加精確的。由於「塊」是可查的。經過這個「塊」的底層的交易哈希碼就可以查到對應的商業交易，也能夠查清哪些商業行爲是在此以前，與此同時和在此以後發生的。

如下這個圖片中的人是以太坊的創始人：Vitalik Buterin。他的手上舉着這個牌子是有緣由的。 事情發生在 2017 年的時候，有謠傳說他由於遇到交通事故而喪命。而 Vitalik 在次日就在 Twitter 上貼出了這張圖片。圖片中有他和最新的以太坊的區塊報頭。這個照片就能夠證實 Vitallik 沒有死。這就是一個以太坊在運用區塊鏈時間的基本特性的例子。 Vitalik 將塊高和報頭都寫在了這個牌子上。而這張照片是沒法在拍照當時之前的任什麼時候間拍到的。

圖1: Vitalik Buterin 和他的「牌子」

（二）區塊鏈與空間

讓咱們再來從空間的角度看區塊鏈。每個用戶在區塊鏈上都會有一個帳戶。這個帳戶包括一個比特幣的地址。與此同時，用戶還會有一個比特幣的餘額。這個地址能夠先簡單地理解爲一個空間座標，稍後咱們會提到這個空間有多大。而在這個地址上會存在一個值。這個值能夠是標量，例如比特幣的餘額。這個值也有多是個向量。若是一個帳戶是被智能合約所控制的，那麼這個值就能夠被理解爲一個向量，向量的特性是有方向的，有條件的。有了座標，有了標量，還有了向量，咱們在這個空間能幹多少事情就無需煩言了。

1.區塊鏈帳戶和傳統帳戶的區別

傳統銀行帳戶

那麼這個帳戶，或者稱之爲空間，跟傳統的銀行帳戶之間存在什麼區別呢？先回到一個基本問題：銀行帳戶是什麼？若是有一我的想拿着身份證去銀行開戶，銀行在開戶時會告知一個帳號。在此以前，銀行會調查這我的在這家銀行是否已經開通了三個以上的賬戶。若是帳戶超過了三個，銀行會要求這我的把對應的銀行卡找出來。或者，若是卡找不到了就須要本人去辦理掛失。銀行不可能爲任何人提供無限的服務。並且銀行很難容忍帳戶裏沒有錢或者餘額太少。若是卡中的餘額不足以支付銀行的服務費用，銀行會把這張卡取消。若是這我的成功地開通了新帳戶，銀行會讓他設置一個密碼。有一點須要明確：帳戶的號碼是銀行給的。而密碼是帳戶持有者本人設定的。帳戶和密碼這二者之間是沒有必然聯繫的。同時這個沒有必然聯繫的兩個號碼之間的聯繫是登記在銀行的。持有者會本身記下帳號和密碼。可是，由於帳戶和密碼是登記在銀行的，因此最後銀行比帳戶持有者更有發言權。

剛纔也曾提到，在銀行開戶會有各類各樣的限制和管制。例如根據現今的反洗錢法的規定，大額轉帳須要彙報。一樣的法規在美國可能還更加嚴歷。在美國收到特定金額以上的美圓，是須要當事人把合同告知銀行的。在合同報備了之後，當事人纔可以把錢取出帳戶。從這個角度出發，美國比中國的管理得還要嚴格許多。這其中存在各類各樣的管制和限制。

因此有人會問帳戶裏的錢究竟是不是本身的？這個問題的後面會有一個很大的問號。固然還有一點須要注意：我國的存款保險制度。人們曾經會認爲銀行是不會倒閉的。可是對法律體系熟悉的人就會知道我國在好幾年之前就已經推出了存款保險制度。這個制度的最高賠償金額是 50 萬。在這裏建議各位把的 50 萬以上的存款分散存到不一樣的銀行中。

區塊鏈的帳戶

咱們再來看一下區塊鏈的帳戶。區塊鏈的帳戶是什麼？使用區塊鏈的帳戶首先須要設置一個私鑰。換言之就是用戶須要先設定一個密碼。這個私鑰是一個隨機數。擁有了這個私鑰以後，經過一個計算的過程，用戶纔會擁有本身的帳戶地址。

舉一個例子，有一名用戶擁有一個私鑰。這個私鑰簡稱 k。k 只有這個用戶知道。這個 k 最好不是名人詩句。由於有人能夠用程序遍歷這種名人詩句產生私鑰，這種私鑰控制的地址就不安全了。所以私鑰應該是一個隨機數。擁有了一個私鑰以後能夠用這個私鑰產生一個 K。這個更高一級的鑰匙就是公鑰。用這個公鑰去進行哈希計算，就能夠生成一個地址 A。因此說從設定私鑰到生成一個地址是一個一以貫之的過程。換言之一我的就能夠完成這個過程。如此一來，用戶既有一個地址，又有一個操做地址餘額的密碼。這其中是沒有第三方的介入的。除了用戶本身沒有任何人來登記帳戶和密鑰之間的關係 。用戶本身在登記，本身在管理，本身在操做。

那麼地址有沒有數量限制呢？答案是無限。無限是什麼概念？地址的數量理論上是由數據結構決定的。這個數量的上限是 2^256。這個數字折算成十進制大概是 1.158 x 10^77。一個數字的 77 次方有多大？根據物理學的最新的研究，經過微波背景輻射計算出的整個宇宙的原子數的量級是 10 的 80 到 82 次方。 因此這個地址數量的上限已經很是接近無限了。但是使用帳戶的費用是按次計算的。一個帳戶能夠一直放置到天荒地老。若是一我的想將一個地址留給重子重孫，是沒有問題的。在這個傳承地址的過程當中間不須要任何其餘的操做。

2．區塊鏈財產的絕對私有性以及永恆性

爲何如今有一個名詞，叫作持幣？爲何比特幣會變成一個信仰？由於比特幣是一個能夠把永恆的想象力放置在其上的一個系統。它能夠被視爲永恆。比特幣也能夠被當成真正的，絕對的私有財產。如今有任何能夠稱之爲絕對的私有財產嗎？也許有人會回答黃金。我記得在很早之前，各國，特別是美國，就曾經在戰時有法律規定：不容許我的持有黃金。因此黃金是能夠被從我的身上剝奪的，好比二戰期間猶太人被剝下來的金戒指，還有日本人在中國掠奪的大量黃金和珠寶。

咱們知道，猶太人之因此叫 jew，就是由於他們特別喜歡珠寶這種體積小，重量輕，價值高，便於隱藏的東西。猶太人會把全部的財產都換成 jewel 以便隨身攜帶。從這個角度來看珠寶或者貴金屬都沒法被當成絕對的私有財產。

然而區塊鏈上的私有財產，若是有人想要隱藏，是徹底能夠隱藏的。法哲學中有一句話：私有財產是自由的根基。人們常常講民主自由。離開私有財產，是無自由可言的。一個社會只有擁有了私有財產，才存在是否自由的概念。若是一我的沒法擁有維持本身基本的生物屬性的屬於本身的財產，也就是說這個社會不認可私有財產，他就沒有能力去奢談自由。

接下來再舉一個與區塊鏈的財產有關係的例子。這是一種新的「玩法」。在這種「玩法」的特定操做下，財產能夠被肯定性地丟失。怎樣作才能肯定性地丟失財產呢？這須要把全部的財產，多是比特幣，也多是 STO，匯到一個公認的，但又沒有人知道的私鑰所產生的地址點。這樣一來全部人就能夠認可，這個財產被銷燬了。

傳統意義上的拋棄財產，是沒法肯定財產是否被銷燬的。這從民法意義講上叫作遺失物。遺失物是能夠被取回的。國家對無人的荒地進行管理，能夠立刻賦予它物權。在經濟上其實是沒有辦法去作到這一點的。若是一我的從事制度設計相關的工做，他就會發現這種概念是一把利刃。它對剩餘控制是很重要的。如今不少落地的商業項目是以此來進行分成操做。這種分成操做與傳統的分成理論是不一樣的。

3.區塊鏈具備可控性

物理空間由中心化機構所控制

讓咱們再回到空間這個話題。除了以上提到的這些特色之外，區塊鏈的空間與人們如今理解的空間有什麼不一樣？人們如今所處的空間是被一箇中心化機構所控制的。從大的角度來看是國土資源規劃部門在管理空間。而從微觀的角度來看，就是城管或者縣級房屋土地管理部門在進行空間的管理。

也許在現實中有人碰到過這種狀況：一個地方的規劃發生了改變，這個地區剛蓋好的的房屋就能夠被拆除重建。要知道房屋拆遷是很是容易的。也許對於我的來講，拆除一間房屋是十分艱難的。但對於政府來講，房屋拆遷十分容易。房屋的鑰匙在佔有房屋中所起的做用微乎其微。電視劇《潛伏》中，餘則成說過：我不用鑰匙就能夠打開這個城市 2/3 的門！

區塊鏈空間能夠被我的控制

空間歷來就不是一個我的可以控制的東西。 可是如今區塊鏈給人們提供了一種可能性。這種可能性就是我的控制的點與點之間所能造成的區塊鏈空間關係。而這個關係就是一我的能夠經過區塊鏈的私鑰來真正控制的東西。這就是爲何將來有一天區塊鏈上的空間可能會比現實中的土地更值錢。由於如今現實中的土地是不受私人控制的。固然這個觀點也是見仁見智的，有人可能以爲非私有化的土地更有價值。這個可能會成爲一種不一樣經濟制度之間的競爭。

4．區塊鏈的量一樣具備可控性

區塊鏈的量是有上限的

區塊鏈的量還有一個特性。這個特性人們之前也許並無注意過。那就是總量是能夠經過代碼和算法來控制的。這一點在比特幣上體現得最清楚。比特幣的總量是 2100 萬個。這個數量只會少不會多。由於這個量被產生比特幣的代碼直接控制住了。只要人們仍是用同一套代碼去生產比特幣，最後比特幣的量就不會超過這個上限。這個世界存在哪一個上市公司能作到不增發嗎？其實是不存在這樣的公司的。

人們能夠在區塊鏈上經過數學和代碼的方法來控制區塊鏈的量。換言之，這個空間中的量是能夠進行總量控制的。這是一個很新穎的概念。

虛擬貨幣使構建貨幣系統的成本下降

經過虛擬貨幣，人們只要花不多的錢就能夠擁有一套至關於央行貨幣系統或者一個上市公司的股票管理系統的計算體系。這是一個可使用的系統。忽然之間流通貨幣或者證券的門檻變得如此之低了。以致於人們如今甚至能夠隨時隨地就實現這種操做。固然，如何使用這個系統以及這個系統表明了什麼是另一個徹底不一樣的問題。可是至少結算這個步驟如今已經沒有十分昂貴了。

結算，登記以及存證在之前是十分昂貴的。銀行須要購買並使用不少主機，纔可以實現一個具備這些功能的系統。這在過去對我的來講是沒法想象的。但如今我的能夠作到這一點了。若是有人想作商業系統的話也必定要理解這一點。實現這種結算功能自己已經沒有價值了。它的價值存在於結算以後，在於和什麼資產進行掛鉤。

（三）區塊鏈與能量

1.比特幣十分耗能

剛剛講到了時間和空間。接下來讓咱們從能量的角度來看區塊鏈。你們都知道比特幣最大的缺點就是它太耗能了。生產比特幣的過程是很貴很慢又很是耗能的。這跟節能環保的理念背道而馳。

比特幣的能耗是多少呢？算力是計算能耗的一種功率。比特幣的算力單位是哈希每秒。普通礦機的算力通常是 T 哈希每秒。2017 年國家統計局給出的數據是全中國的耗電量是 6.3 萬億千瓦時。而這個數字已是全球第一了。中國已經在2014 年左右的時候超越了美國，成爲全球用電量第一的國家。而美國在第一名這個位置保持了 200 多年。也就是說自從發電機被髮明之後，美國就一直在用電量上位居第一。然而如今中國成爲了第一名。並且中國在這方面跑得很快，並把美國遠遠地甩在了後面。若是用中國總用電量這個數字來進行對比，據估算今年生產比特幣的耗電量可以達到 5.937 x 10^10 千瓦時。這個數是什麼概念？它幾乎達到了 2017 年中國用電總量的百分之一。這是一個很是大的用電量。跟中國這種巨獸級體量的用電量比起來，它還可以達到百分之一。這個數字還要繼續增加。並且增加率還會很高。

如何看待生產比特幣的能耗問題？這個問題在以太坊白皮書就被提出來，而且肯定了以太坊必需要向 PoS 轉型的路線圖。雖然如今以太坊仍是在使用與比特幣相似的 PoW 機制，不一樣是以太坊在用 GPU 進行「挖礦」。可是如今以太坊已經準備要向 PoS 轉型了。

2.比特幣是一個生命

物理學家張首晟先生在 2018 年 12 月 1 日不幸去世。他曾經從物理學家的角度給出一個解釋：「生命行爲是把本身的熵減少。換言之就是增大本身的負熵，並使周邊環境的熵增大。這種作法看起來是在浪費世界的能源。但實際上它使咱們獲得了一種更難得的財富。這種財富就是一種共識。」

這個觀點應該如何理解呢？實際在改革開放之初就有不少人開始關心如何理解生命這個問題。這個觀點涉及到了伊裏.亞普里戈金(Ilya Prigogine)的耗散結構理論。這個理論包括瞭如何去解釋生命。每個生命的新陳代謝都是在不斷消耗負熵並增長正熵的過程。

錢學森的工程控制論以及後續的信息論其實都是創建在這同一套熵的理論上的。所以若是逆向地看待這個關於熵的理論，就能夠產生一個這樣的設想：比特幣是一個生命。由於它在不斷地消耗能源並創造負熵以維持本身的「生命活動」。比特幣成爲了人類社會中第一個經過代碼運行造成的生命體。它能夠被當成一個物理學意義上的生命。

若是比特幣被視爲生命，比特幣的耗能又應該如何被看待？祕猿科技如今正在支持的一個公鏈項目 Nervos 也將採用 PoW 機制。這個項目核心創新是對比特幣的 UXTO 模型進行擴展。耗能能夠被理解爲是數字世界紮在現實物理世界的根。

3.比特幣完成了資產上鍊

有一個概念一直被說起：資產上鍊。如何才能作到資產上鍊？ 比特幣在這方面作的就十分出色。它作到了能源資產上鍊。你們能夠認爲比特幣是資產上鍊作的最好的區塊鏈之一。其餘區塊鏈可能都沒能徹底解決這個問題。可是比特幣作到了。它運用了一套博弈結構，作到了能源的資產上鍊。

因此人們能夠信任比特幣，由於比特幣是紮根在現實物理世界的。

4.區塊鏈十分耗時

若是想要理解區塊鏈，有一點必須明確：區塊鏈註定要又貴又慢的。與比特幣相關的交易是一秒鐘七筆。以太坊是一秒鐘二十筆。這兩個正好是每秒事務處理量最低的兩個虛擬貨幣。要知道天貓還有京東在雙 11 的交易 TPS 是以幾十萬筆每秒來計算的。

區塊鏈不是雲計算。有不少開採虛擬貨幣的礦主爲了將電費壓到更低，會告知政府本身在進行的項目是雲計算以爭取補貼。但區塊鏈並非雲計算。雲計算是經過分割計算任務來提高整個計算效率的。 雲計算是提高效率的。而區塊鏈是消耗效率的，它的效率很低。

業內有一個術語叫作：不可能三角。這三角分別是性能，安全以及去中心化。這三者是不可能兼得的。由於以太坊和比特幣選擇了提高安全和去中心化，它們的性能就會很低。這二者達成的是最可靠的全球共識。而全球共識就是又貴又慢的。

與之相對，EOS 其實是強調性能的。它如今的 TPS 性能能夠達到 3000 到 4000 之間。但代價是它在很大程度上放棄了去中心化。EOS 能夠寫入數據的節點只有 21 個。同時它還存在一些限制。在某個節點的交易是能夠被 Block 的。換言之，就是交易能夠被拉入黑名單。這其實是一個十分中心化的作法。不只如此，EOS 還有大量的人爲制定的規則。根據規則能夠人爲地暫停交易。那麼 EOS 到底算不算區塊鏈呢？這個問題是存在爭議的。可是在這裏提到的，只是對不可能三角三種特性的取捨。

這就是從時間，空間以及能量的角度來看待區塊鏈。能量最後轉化成了人們的共識。有的文章也把這種共識叫作社會可擴展性。社會可擴展性提及來比較拗口。但這個名詞在學術上相對比較嚴謹一些。

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