都 9021 年了 還在說 PoW 浪費資源？_以太坊

很多人覺得比特幣的工作量證明機制非常浪費資源，那么在這篇文章中，我將闡述為什么一切都是能源，金錢也是能源，能源的使用是主觀的，還有工作量證明的能源消耗和當下政府體系的關系。這些觀點來自這個領域眾多專家的思考，而我作為作者的作用就是整合和提煉他們的表述。

勞動就是能量

“勞動”就是能量的這個觀點最早來自于法國數學家GaspardGustavedeCoriolis，他提出能量就是“完成勞動”的概念。很久以前，在經濟活動中勞動是完全由人類自己完成的，由食物提供能量。

大約一百萬年前，人類偶然發現了火。從此人類能夠獲取的能量增加了，因為我們能夠同時通過食物和燒火獲取所需要的熱量維持體溫。能源使用方式的增加提高了我們的生活水平。

數千年之前，能源的使用方式由于動物被馴化而進一步增加。動物能夠在人類的領土上進行勞動。這些新的勞動力也需要食物喂養。對食物的需求進一步增大，同時人類文明也不斷繁榮起來。

而在過去的幾百年，我們建造了偉大的機器。這些機械化的工具最開始是由風力和水力來驅動的，之后使用諸如煤礦、石油氣等相對便宜的資源驅動，而現在則是使用核聚變或者核裂變作為能量來源。機器和大自然都通過利用能源完成工作。從本質上來看，我們的這一整個經濟體并不是基于金錢的，而是基于工作和能源。

我們生活中的一切事物都和能量的價格有密不可分的關系。凈化水需要能量；運送貨物需要能量；生產貨物需要能量；做飯需要能量；冰箱和冷柜也都需要能量。在一個自由市場，任何產品的成本都很大程度上反映出生產過程中所需要能量的多少。因為自由市場喜歡最低價的產品，任何產品生產中所用到能量都會最小化。從這個角度來看，金錢作為生產和服務提供過程中所需工作量的度量單位，也可以認為是存儲的能量。

Dropbox因客戶濫用高級訂閱服務挖礦將取消無限存儲計劃:金色財經報道，云存儲提供商Dropbox在全球擁有超過1800萬付費用戶，該公司宣布終止無限存儲，這一決定是為了應對該產品的日益濫用，客戶一直將其高級訂閱用于與商業用途無關的目的，例如加密貨幣。Dropbox特別瞄準了Chia(XCN)、個人存儲池，甚至存儲轉售。

Dropbox表示：“我們觀察到，此類客戶所消耗的存儲空間通常是我們真正的企業客戶的數千倍，這可能會給我們所有客戶帶來不可靠的體驗。重要的是，我們的高級政策始終是提供運行合法企業或組織所需的盡可能多的存儲，而不是為任何用例提供無限的存儲。”[2023/8/25 10:03:17]

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注：2010年全球GDP和全球能源消耗的對比

在20世紀的早期，如亨利·福特和托馬斯·愛迪生這樣的工業領袖熱衷于用“能量黃金”或“能量單元”代替黃金和美元。這個概念由于有健全貨幣的特征而一度很流行，這些特征包括：精心設計的賬戶單元，容易衡量但是難以偽造，容易分割為更小單元，并且有可互換性。然而，能量貨幣的問題在于，它無法被轉移或者方便的儲存。

若希望人類貪婪某物，需要做的僅僅是讓這樣東西難以獲得。——馬克·吐溫

我們快速回到2008年的十月三十一日，在那一天，中本聰發布了比特幣的白皮書。比特幣的工作量證明最初是用于防止濫發垃圾郵件的一種方式，從中本聰開始被應用在數字貨幣中。工作量證明真正在做的事情，是使用專業化的機器來把電力通過出塊獎勵的方式轉化為比特幣。這些機器不斷進行哈希運算投票/猜測直到它解出了一道密碼學謎題并且收到比特幣的出塊獎勵。這道謎題的解證明了這個礦工以ASIC礦機和電力資源的形式的能源支出，證明這個礦工付出了工作量。比特幣有一個資本主義投票機制，也就是HugoNguyen所說的：哈希是以能量和ASIC礦機為成本的，這些成本的資本受到風險，從而得以能夠投票。

Starknet已公開其官方跨鏈橋StarkGate的合約代碼:8月2日消息，Starknet宣布，已公開其官方跨鏈橋StarkGate的合約代碼，當前用戶可以公開查看所有的智能合約并隨時了解各種代碼更改。[2023/8/2 16:14:11]

當中本聰設計工作量證明的時候，他顛覆了人類達成共識的方式，將其從投票轉變為通過能量轉化的非投票。工作量證明其實是銷毀證明，或者說能量被消耗的驗證。它的重要性在哪里？其實我們可以說，這是在物理世界驗證虛擬世界某樣東西的最簡單并且最公平的方式。工作量證明是關于物理的，而不是關于代碼的。比特幣就是一個由能量鑄造的超級商品，是全宇宙最基本的商品。工作量證明將電力轉化為電子黃金。

比特幣的賬本有且僅有在它生產成本足夠高的時候才是不可篡改的。工作量證明“昂貴”的現實實際上是一個特點而不是缺點。在比特幣之前，當我們說保護一樣東西的時候，我們說的是在物理世界圍繞任何有價值的東西建造厚厚的墻壁。但是嶄新的加密貨幣世界是奇怪而且反人性的——沒有任何物理圍墻保護我們的資產，也沒有任何門能夠進入保險庫。比特幣的公開賬本由它積累的哈希算力保護：所有花費在其上的能量建造起了這座“墻”。即使我們能夠明顯看到構造這個“墻”非常昂貴，我們仍然能夠用同樣多的能量拆毀這個墻。

能量消耗

加密預言來了：比特幣的將會在2020年毀滅世界！你可能會注意到過很多“末日”的文章，他們都引用了荷蘭PWC的“金融經濟學家和區塊鏈專家”和Digiconomist網站作者AlexDeVries的分析結果。實際上，他的觀點早就因為錯誤計算能量消耗而受到大量批評。在他的分析中他選擇“每筆交易所消耗的電力資源”作為核心指標，實際上是在故意誤導。有這樣幾個理由：

SushiSwap v3新增支持Avalanche:6月7日消息，SushiSwap 宣布其 v3 產品套件新增支持 Avalanche，包括集中性流動性池、跨鏈交易平臺 SushiXSwap 以及新的 DEX 聚合器。[2023/6/8 21:22:32]

能量消耗其實是以區塊而非以交易數量為單位，每個區塊中包含的交易數量是不同的。在一個區塊中包含更多的交易不代表需要更多的能量。

比特幣交易的經濟密度隨著技術進步不斷在提升，比如隔離見證、閃電網絡、批量處理等技術。比特幣越來越成為一個結算網絡，每消耗一個單位的能量保護的經濟價值成倍增加。

每筆交易平均能量消耗并不是衡量比特幣工作量證明高效性的充分指標，而合理的指標應該定義為經濟歷史的安全性。能源支出確保了比特幣的存量，隨著通貨膨脹的下降，這個百分比隨著時間的推移而下降。一個比特幣“積累”能量關系到所有從創世塊開始挖出來的區塊。一位叫LaurentMT的研究員發現從經驗上來看，比特幣的工作量證明的確變得越來越高效：不斷提升的成本換來了更多由系統保護的經濟價值。

現在我們知道正確的關鍵指標應該是能量消耗的投資回報率。我們現在來看下比特幣工作量證明的能量消耗趨勢。

ASIC礦機性能提升速率在不斷下降。性能提升速率下降帶來邊際效益的遞減，我們能夠預期生產商之間的競爭加劇。

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數據：合并后以太坊期貨總持倉量從80億美元下降到68億美元:金色財經報道，據區塊鏈分析公司Glassnode分析數據顯示，合并后以太坊期貨總持倉量從80億美元下降到68億美元，下降了15%，這影響到以以太坊計價的期貨頭寸規模的美元價值。基于以太坊計價的未平倉合約，期貨未平倉合約實際上處于歷史最高水平，自5月初以來增加了近80%。在過去的一周里，期貨杠桿似乎實際上有所增加，而不是減少，這表明許多風險對沖頭寸還沒有被關閉。此外，合并后以太坊看漲期權未平倉合約下降了6億美元（下降10%），仍有總額為52億美元的未結認購期權頭寸價值，遠高于2021年的標準。以太坊看跌期權市場經歷了更明顯的相對下降，為19%，但仍然是一個規模小得多的2.94億美元的凈頭寸價值。[2022/9/23 7:17:00]

上圖：礦機性能提升，來源：https://cseweb.ucsd.edu/~mbtaylor/papers/Taylor_Bitcoin_IEEE_Computer_2017.pdf1下圖：歷年礦機性能和價格變化，來源：https://research.bloomberg.com/pub/res/d3bgbon7nESTWTzC1U9PNCxDVfQ2

挖礦總成本將會從前期礦機硬件的資本投入轉換為運營成本，也就是持續的能量消耗。由于挖礦中心的物理位置對比特幣網絡并不重要，礦工會聚集到生產富余電力的地區來獲得最低的邊際成本。長期來看，比特幣礦工在全球不同地區進行能源套利，很有可能會建立一個更高效的全球能源市場。比特幣采礦的成本成為最低電力價值。這就能解決那些產能可預期的可再生能源被浪費的問題，比如水電和燃燒甲烷發電。在未來，比特幣挖礦能夠幫助利用掉有多種輸出的可再生能源：能量生產者能夠將電力接給礦工，礦工會將多余的能量通過比特幣的形式“存儲”起來。

數據：合成資產協議Synthetix的單日交易量超2.5億美元:6月20日消息，Dune Analytics數據顯示，近日，合成資產協議Synthetix上每日的交易量都超過1億美元，今日的單日交易量已超過2.5億美元。據themerge.eth分析，1inch的集成推動了Synthetix上交易量的增長。除此之外，SIP-120提案的出現也起到了推動作用。[2022/6/20 4:40:51]

鋁就是一個很受歡迎的、從有豐富的標準化的可再生能量資源的國家”出口“電力的方式。冶煉鋁礦需要大量的能量，將鋁礦煉成鋁就如同哈希方程一樣是一個”單向函數“。四十年前的時候，鋁和比特幣一樣，有人擔憂冶煉鋁帶來不合理的能源消耗，也有人擔心中心化。當時所有的相關公司不斷在全世界搜羅更便宜的電力和其他更好的資源。隨著煉鋁工業在過去幾十年不斷成熟，鋁的生產也變得更加高效。

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左圖：1900到2000鋁冶煉電能消耗右圖：1900到2000鋁冶煉的效率來源：https://www1.eere.energy.gov/manufacturing/resources/aluminum/pdfs/al_theoretical.pdf

”這個全球能量網絡解放了原本擱淺的資產并讓新的資產可行。想象一下有一個3D世界地形圖，電力便宜的地區地形低，電力貴的地方地形高。在我的想象中比特幣挖礦就類似一杯水倒進了這個3D表面，讓水充滿了角落和縫隙，將表面抹平。“—-NicCarter

比特幣的工作量證明是所有電力的最后買家，刺激新的發電站在不同的資源周圍建立。如果沒有比特幣，這些資源或許就不會被開發。

到何時提供給工作量證明的能量不再增長？準確來說，就是在有足夠多的能量生產者直接開始做工作量證明挖礦，并且，通過工作量證明消耗一千瓦時帶來的邊際收益=出售一千瓦時電力給電站帶來的邊際收益的時候。這個時候工作量證明已經沒有“超額利潤”。我稱這個平衡點為“中本聰點”。我預期工作量證明當到達這個點的時候，工作量證明會消耗全球1%-10%的電能。—-DhruvBansal

另外一些抱怨說比特幣挖礦并沒有完成任何有價值的事情，比如尋找質數。類似這樣的合乎道德的想法，在工作量證明中引入另一種收益，實際上會引入安全性風險。分拆獎勵會導致“執行第二類功能的獎勵高于執行首要功能”的情況。即使第二類功能是無害的，比如作為暖氣機，不同于期望花費$100獲得x個哈希，我們將會需要在同樣的x個哈希上花費$100，加上$5等值的熱量。礦機暖氣機僅僅是另一種硬件效率的提升，卻帶來了更高的難度和每個區塊能量消耗的提升。幸運的是，比特幣將不會有這樣的問題，因為它的安全性由純粹的工作量證明算法保障，這個算法不會增加其他功能。

注意：比特幣已經為這個社會做了非常有價值的事情，在理性的情況下，礦工也不會在無利可圖的情況下做利他的事情。

相對成本

由熱力學第一定律，我們可以知道做任何事都需要能量。稱能量用在某處比用在別處更高效或浪費都是完全主觀的，畢竟所有用戶都根據市場定價使用這些電能。

如果人們發現值得為電力付錢，那么這個電力就不是被浪費的。這些花費電費的人將會獲得比特幣的獎勵。——SaifedeanAmmous

在熱力學中，宇宙是一個極度封閉的系統。比特幣使用了富余的電力資源，與現有的法幣系統相比耗能大幅度減少。畢竟法幣系統不僅僅在銀行體系架構中消耗能量，還需要消耗資源在軍隊和上。利用這些電力來守護主要金融系統的能量權衡是一個“正凈值“的結果。在下方我對現有金融、軍事、系統做了一個簡單的對比。

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圖：軍事、金融、系統、比特幣挖礦、金礦每年成本和能耗

第一類文明

在獲取更便宜的資源的路上，我們將會在現實世界解放更多的經濟富余。比特幣，通過捕獲這些新的或者分散的能源，不僅將我們帶向了Kardeshex的第一類經濟，同時也可能帶領我們距離Kardeshev第一類文明更進一步。。原本到達第一類文明我們需要兩百年，而以比特幣挖礦作為激勵，這個時間縮短到數十年。在達到第一類的狀態后，限制能耗增長變得不再必要，這將會提升所有人的生活水平。

注：KardashevScale，卡爾達肖夫等級／指數，又稱文明發展水平指數，分為三個等級：類型I：該文明是行星能源的主人，這意味著他們可以主宰這顆行星以及周圍衛星能源的總和。類型II：該文明能夠收集整個恒星系統的能源。類型III：該文明可以利用銀河系系統的能源而為其所用。參考：https://baike.baidu.com/item/卡爾達舍夫等級

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圖：人均GDPvs人均能源總消耗

尋找更便宜的電力資源的壓力會加速建造核聚變反應堆的步伐。大自然就是如此，通過全宇宙的核聚變提供能量。而人類正在通過建造核聚變反應堆模仿大自然。據估計大約需要花費800億美元和數十年時間的研究來最終釋放核聚變的能量。核聚變的燃料在海洋中有豐富的儲備，儲量幾乎能夠為全球提供數百萬年的能源。核聚變供能作為可再生能源還有諸多好處，比如能夠長期使用，沒有溫室氣體排放或空氣污染，同時夠提供源源不斷的高密度能源。另一方面，核聚變供能的生產成本并不存在規模不經濟的問題。如水電和風電這樣的電力資源，若最優的地理位置已經被開發了，那么若希望進一步利用這些資源就需要尋找次優的地理位置。而對于核聚變發電來說，生產成本幾乎不會隨著大量電站的建立而提高。因為原材料到處都有。

水啊，水啊，到處都有水，也沒有任何一滴可以喝。SamuelTaylorColeridge

核聚變和其他更便宜的能源將會解決諸如淡水緊缺等人類面臨的主要問題。我們被海水環繞，但是海水淡化站需要大量的能量。海水淡化上的成本目前比淡水，地下水，再生水和水源保護都高得多。

人類將會繼續探索，上至高山，下至海底，深入原子核心，探索每一個時空結構；去探索能源的增量，而不是困于當下的能源存量。我們將會達到星辰大海。

每年1.34兆美元的對手方之間無需信任的結算，并且讓所有人使用到更便宜的能源，值得當下45億美元的挖礦成本嗎？我想這個問題的答案很明確，是肯定的。

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