●国内首部关于材料历史及未来的科普作品
●畅销书《美国制造》作者又一力作
●比尔·盖茨撰写读书笔记年推荐好书之一
●工业和信息化部毛伟明副部长作序
●年度畅销书
●工业和信息化部原材料工业司等部门联袂出品
畅销书《美国制造》作者阐述关于材料历史及未来的科普作品。比尔·盖茨撰写读书笔记年推荐好书之一。
这个丰饶的世界还有多少材料可供消费？相对“去材料化”是否会导致材料需求量的绝对减少？《材料简史及材料未来》这本书对上述问题及与此相关的诸多问题进行了探索和解答。
斗转星移，现代社会已经完全依赖于前所未有的材料流。当前，即便是拥有最高效的生产流程和最实用的循环系统，“去材料化”的效率也不大可能足以抵消由于人口的持续增长和生活水平的不断提升，所引发的对材料需求的不断增加。本书探讨了现代经济的成本依赖现象及其“去材料化”的内在潜质。
《材料简史及材料未来：材料减量化新趋势》考察了整个人类历史进程中出现的各种重要材料提取、生产及主要应用的历史变迁。同时，该书翔实研究了推动生产力大发展的重要材料的提取、加工、合成、精修和配送，以及能源成本和环境因素对材料消费增长的影响。最后，本书以“未来展望”作为全篇总结，探讨了“去材料化”的前景和材料科学的潜在约束。
《材料简史及材料未来：材料减量化新趋势》的跨学科主题为具有资源经济学、环境学、能量分析、矿物地质学、产业组织学、制造业及材料科学等研究背景的读者提供了颇为实用的观点。
中国现代化进程中的材料
中国的现代化进程始于对长久以来中国社会所秉承的自力更生、艰 苦奋斗的发展方式进行的有效改革。中国改革在 1980-1985 年间取得了十分显著的成就，其后虽然经历了一些曲折和困难，但中国经济在20 世纪 90 年代仍然持续快速发展，并在 21 世纪的前 10 年里将经济增 长的速度保持在较高水平（高于日本和韩国在经济增长高峰时期的 最快速度）。回顾历史，可以肯定的是，20 世纪 80 年代以后的 30 年 里，中国不仅经历了历史上最快的经济增长，也经历了最大的经济 总量扩张。
根据官方统计，在 1980-2010 年间，中国实际经济增长率仅有三次 低于 5%（1981 年、1989 年和 1990 年），而高于 10% 的年份达到了 16 个。在改革开放以来的 30 年间，平均经济增长率为 9.6%。这意味着每7.3 年翻一番的经济发展速度推动了 2010 年的 GDP（按照固定价格计算） 比 1980 年的 17.8 倍还要高。从人均指标看，这一倍数也大约达到了 13 倍。但如果使用官方汇率，对比就变得更加强烈，1980 年和 2010 年的 GDP 分别为 2000 亿美元和 5.9 万亿美元（采用当前价），按照购买力 平价（PPP）变换后，经济规模分别增长到了大约 2500 亿美元和 10.1 万亿美元。1980 年，中国经济总量（采用购买力平价）曾经只有意大利的大约一半，到 2010 年中国已经成为世界上第二大经济体，经济规 模比日本的两倍还要大。
如果我们描述以下的一系列事实，中国经济发展的空前成功就更容易被理解：作为世界人口大国，中国存在十分强烈的崛起愿望；改革 开放前几十年，中国人民处于相对贫困的境地，改善生活质量的动力十分强劲；巨大的人口增长伴随着滞后的城镇化所释放出来的成百上千万年轻农村劳动力进入工业部门，推动了新的制造业部门产能的扩张，使中国成为了世界上最大的出口国；而且自 20 世纪 80 年代中期以 来，每年超过 500 亿美元的外国直接投资形成了巨额的资本；这些资本 伴随着现代化产业的转移承接，工业、运输等技术的输入，成就了一 个后发国家利用比较优势，迈向现代化的完美案例。
要从相当低水平的起点开始，通过改革开放获得大的发展（1980 年中国的人均 GDP 只有 250 美元，低于巴基斯坦）是不能一蹴而就的。因此，为了成功实现在三个十年里经济总量四次翻两番的愿景，人们 期待所有的材料流动都能够增长。中国国内的供应难以满足经济快速 扩张的需要，不得不诉诸于大量进口。所以当部分材料消耗的增长率甚至超过了 GDP 的增长率时，人们并不感到惊讶。中国一举成为了世 界领先的制造业大国，也成为了世界最大的商品进口国，从铁矿石到钾肥，几乎都在进口范围之内。
中国改革开放以来巨大规模的建设扩张——可以说是世界上最大规模和最快的房地产、商业建筑、工业及运输基础设施扩张——已经推 动了对建筑材料的空前需求。一个粗略的分析表明，中国国内对建筑用矿石的开采在 1980-2010 年间增长了 25 倍，并且在 21 世纪的前 10 年里又增长了近两倍。新建建筑的巨量增长几乎准确地与两大主要建筑生产原料相衔接，即浇筑混凝土所用的水泥和建筑玻璃。
中国裂变式、机械化的经济规模增长节奏是惊人的。1980 年，中国仅生产了少于 80Mt 的水泥，十年后中国的水泥产量实现了最初的两倍多，达到 210Mt。截至 2000 年水泥产量增长到 595Mt；2010 年，总产量达到 2000 年的 3 倍，实现了 1.88Gt（接近 1980 年总产量的 24 倍，并且以少于世界 20% 的人口占据了全球水泥生产能力的 57%）；而 且它仍在持续增长，在 2011 年达到了 2Gt。也许没有其他的比较方式 能更鲜明地呈现中国机械化扩张的惊人速度：美国在整个 20 世纪的水 泥消费量是 4.56Gt，而中国仅仅在 2008-2010 年间新建筑所用的水泥（4.9Gt）就已经超过了美国 20 世纪的总和。2009-2011 年间中国使用 了更多的水泥，达到了 5.5Gt。
难以避免的是，如此高的建设速度毫无疑问地导致了新灌注的混凝土的质量达不到优良水平，这一结论被一个现象所证实，即中国在 20 世纪 80 年代末和 90 年代初这一段时间里的混凝土建筑十分容易破烂 坍塌，这一时段也是中国的建筑行业爆炸式增长的第一个 10 年。在中 国，用于建设新水坝（截至 2010 年各种规模的水坝总数超过了 87000 个， 包括世界上最大的水坝——三峡大坝）的混凝土质量受到特别的关注。而更多的、成千上万的类似建筑坐落在那些重复上演着大规模、令人 震撼的开发建设活动的地区。建筑质量问题的暴露迫使中国从美国吸 取前车之鉴，美国集中建设基础设施时期的经验从有节制的角度为中国提供了效仿和参考，即使是最初的建设工程，其混凝土质量也不存 在任何问题。质量问题和大规模的产能过剩同样发生在平板玻璃行业，该行业的产量在 1980-2010 年间增长了 25 倍，从大约 0.25 亿到 6.3 亿重箱; 或者说从只有 1.25 Mt 增长到 31.5Mt。中国相当于生产了世界上 60%的平板玻璃需求，2010 年大约是 55Mt，那时仅玻璃板的产能就增长了6.5 ～ 44.5Mt ；推动了该行业的平均产能利用率只有 70%，为此政府出 台了一项新的管理条例来约束新增的工厂。而且，过剩产能的份额主要来自高能耗和高排放企业，这些企业粗略估计生产了 20Mt，或者说 接近其全部产量三分之二的都是低端的浮法玻璃。
……
序言
比尔盖茨读书笔记 // XI
前言：为何？如何？ // XVII
内容概览 // XXI
一路走来 // 001
1． 生物使用的材料 // 002
2． 史前材料 // 009
3． 古代和中世纪材料 // 015
4． 近代早期材料 // 027
5． 创建现代材料文明 // 035
6． 20 世纪的材料 // 048
最重要的事 // 066
1． 生物材料 // 067
2． 建筑材料 // 079
3． 金属 // 088
4． 塑料 // 096
5． 工业气体 // 103
6． 肥料 // 111
7． 电子材料 // 115
材料流 // 121
1． 材料流统计体系 // 124
2． 美国的材料流 // 130
3． 欧洲数据 // 139
4． 中国现代化进程中的材料 // 144
5． 材料能耗成本 // 151
6． 生命周期评估 // 169
7． 循环利用 // 185
材料减量化新趋势 // 197
1． 材料绝对减量化 // 199
2． 材料相对减量化：具体重量减少 // 203
3． 材料减量化的结果 // 216
4． 现代经济中的材料相对减量化 // 232
5． 正在降低的能源密度 // 243
6． 脱碳和脱硫 // 258
材料的未来 // 267
1． 自然资源 // 270
2． 减少浪费 // 281
3． 新材料和材料减量化 // 288
4． 根本背离的可能性 // 295
译者后记 // 310
附录 A ：单位和倍数单位 // 312
附录 B ：美国材料产量、GDP 和人口（1900―2005）// 313
附录 C ：全球污染、经济生产、食物产量、主要 材料和燃料（1900―2010）// 314
附录 D ：2010 年主要材料的全球能源成本 // 315
附录 E ：脱碳和脱硫含量 // 316
参考文献 // 317
★《材料简史及材料未来》这本书让我眼前一亮。美国从事能源、环境、技术创新、风险评估和公共政策等跨学科研究的著名学者瓦茨拉夫斯米尔（Vaclav Smil）推出的这本新书，从独特的角度，研究了材料的发展历程、材料产业发展规律与新材料的未来，以及正在出现的“材料减量化”浪潮，对当前材料创新和提升材料应用效率的相关热点话题进行了深入探讨和解答。
——工业和信息化部副部长 毛伟明
★我之所以喜欢斯米尔的著作，是因为他从不进行那些大而空的概念炒作。他是一个具有独创精神的思想家，从来不会对复杂的问题轻下结论。在每天的第一听健怡可乐之前，他的很多想法都值得我在上班的路上咀嚼思考。
——比尔·盖茨