国家社会的能量与复杂性
尽管所有的国家都有各自不同的特点，但随着时间的推移，国家却开始呈现类似的特征，虽然彼此之间往往相距甚远，甚至毫无关联。显然，这是物质和能流及金凤花条件的内部动力造成了国家体系在需求与约束上的共性，本质上是面对共同的问题找到了共同的解决方案。作为发展的一部分，所有的国家都出现了等级社会，其中包括擅长人为复杂实体生产及贩运的中产阶级和作为统治者和祭司的社会上层，后者把控着重要的暴力手段和税收并利用宗教为自身的优势地位赋予合法性。
为维护自身的地位，所有国家的精英们都有军队及官僚组织作为强力支撑，后者尤其擅长借助各种记忆手段——从泥板文献到结绳记事不等——收集、采购、储存和传递信息。而在此前，大多数的文化信息只是存储在个人的大脑中。现在有了外部记录信息的创新，就有可能对更多的人及更大规模的物质、能源和人工复杂实体实施控制，但这一创新也为大规模散布假情报提供了机遇。
因为信息流的控制对强大的统治阶层来说是维持其所希冀的复杂性的必要条件，所以往往会花很大力气来实现信息流控制，包括严格限制信息流的定向管理，哪些信息只有特权阶层或专业团体才有权知道，什么时候使用密码传输，并同时发布各种类型的宣传信息等。然而，从长远看来，越来越多的人在全球范围内传播自己所做的文字已是不可避免的大势，这一点为社会复杂性带来了重大变化。
麦克尼尔父子在《人类之网》（2003）一书中曾指出，伴随人类历史的发展，人类储存并长距离、大批量传播信息的能力已大大提高，而同时费用却大幅降低。这一趋势发端于文字发明，后来又发明了印刷术，而最近又有了电子数据处理技术。结果，人类向他人学习的能力，以及操控他者、物质和能量的能力都得到大幅提升。同时，货物运输方面也出现了类似趋势，最初是人拉肩扛，后来渐次有了船只、驮畜、马车、越来越大的帆船、蒸汽火车和蒸汽船、汽车和卡车，以及最近的飞机和集装箱船。每一项新的发明都开辟了新的机会，货物运输的距离更远，而且成本在下降。上述两种趋势使得人类得以创造出更多的复杂实体。[50]因为创造更复杂的实体总是有代价的，所以人们只是自觉利润高于投资时才肯这样做。
分工不断细化、社会不平等不断加剧的后果是物质流和能流变得愈发复杂。我们先考察一下食物金字塔的顶端。此时的顶端由两个特有权势的精英阶层把持，即统治者和祭司。这些人的首要考虑是如何保证国家、宗教的稳定及自身权势不致旁落。所以，他们会千方百计把控重要的物质和能流，确保自身享有不菲的分成。在所有的国家社会，统治精英都毫无例外地蔑视农民，所以耕地务农和从事手工业劳动都是地位低下、声誉不佳的工作。地位等级愈来愈多地通过洁净与肮脏的观念表达出来，包括如何避免与肮脏的人接触。这一点在印度表现得最明显，在其他地方也有表现。甚至到今天，大多数人还是把耕地务农看作是地位低下的工种。
食物金字塔的底端由大量农民组成，通常还包括奴隶。正是这些人采集到的物资和能量支撑着整个国家的运行，但他们却总是两面受困，用威廉·麦克尼尔的话说，一面是小寄生虫——啮齿类动物、鸟类和昆虫——抢夺收成，另一面是大寄生虫（税吏）索要钱粮。[51]此外，战争与征服，诚如上文所述尤利乌斯·恺撒发起的征服高卢之战，常给农民带来深重灾难。参与抢劫的军队路过一地，往往会在身后留下成群的饥民，生活无以为继，甚至大批饿死，以至于士兵们一般都不会沿原路返回，因为那里已无可能再得到足够的补给。所以农民往往特别容易接受宗教观念，因为宗教总声称能够帮助世人在此世或彼世中减轻痛苦，这一点丝毫不足为奇。
新兴的社会第二等级大多生活在城市或城市边缘地带，虽也并不尽然。这一群人属于生产各种复杂实体的专家，从精美的陶器到宏伟的建筑不等。这群人中间包括很多默默无闻的英雄，有发明家、技师、匠人、建筑工人和建筑师、工程师和科学家，面对生活中的种种问题，他们是切实的解决者。美国科普作家里昂·斯普拉格·德·坎普（Lyon Sprague de Camp，1907—2000）在《古代的工程师》（The Ancient Engineers）一书中对这一群体的重要性有如下总结：[52]
工程师是这样一种人，他们得到别人的想法，然后将其付诸实施，以解决人类生活中的物质和能量问题。自从美索不达米亚人最初驯服了动物、培植出植物种子以后，古代的工程师们就一直致力解决诸如此类的各种问题。在此过程中，他们创造出了直至现在我们还在使用的各式各样、复杂精巧、大大小小的工具。
我们今天称之为文明的一切，事实上要归功于工程师们的奉献。数世纪以来，工程师们逐渐学会了利用物质的特性和多种来源的能量，以为人类的福祉贡献力量。他们依靠理性的力量有组织地尝试利用周围的物质世界，因而设计出各种精巧便捷的器物，以增加人类生活的舒适度，只要比较一下人类祖先数千年以前的生活和我们现在的生活，其差别便昭然若揭。从某种意义上讲，文明的故事就是工程实施的故事，即通过长期和不懈的努力，使自然力服务于人类的福祉。
这是对工程师们相当积极正面的评价（其实工程师们还发明了不少具有毁灭能力的器物，德·坎普对此也有不少交代），作者是想强调正在兴起的专家人群的重要作用。工程师作为职业可能颇有利可图——虽然也有例外，但其地位却远没有统治者和祭司享有的威望。
在都市中心地带，上述发展导致了文化复杂性的不断提升。于是最初的大型建筑开始动工，且采取了金字塔的形状，其实这些大多是人为堆起来的假山。当时的建筑工程是典型的用人的力量和动物肌肉的力量对抗地心引力，由此创造出最早的“权力结构”（architecture of power）。从那时起，人类一直在建造这种类型的建筑。虽然近期的建筑变得更加复杂，但很久以来，建筑的高度并没有太多的增加。只有到了工业时代，更高的建筑才变得可能。但人类在建筑高度上取得最重大的突破却不是在近期，而是在早期国家形成的期间。在距今6,000年至5,000年间，建筑物的高度从最多不过10米一下子增长到约137米（埃及的胡夫金字塔），增长超过10倍以上。随着时间的推移，建筑物的形状也开始发生变化，从寺庙、宫殿到穷人的居所，而其内、外部的复杂度也越来越高。较小的人造物体，如茶杯，因其相比大型建筑不大受重力的影响，所以形状样式更是花样翻新、不断变化。从长时段一般的角度看，我们可将各种形式人工复杂实体的演变史理解为一系列的创新并由此造成众多文化适应辐射的过程。可以解释为一系列的创新导致了如此多的文化适应辐射适应辐射。
2003年，约瑟夫·坦特（Joseph Tainter，1949— ）及其合作者提出，大国依照其获取能源的方式可能有其特定的生命周期。大国征服新的领地，通常采取集中掠夺的方式实现收支平衡。在短时间内，这种集中掠夺却可创造大量的文化复杂性，但在初始阶段结束后，一旦出于后勤保障或地理原因，征服不再是现实可选项之时，国家精英们便开始再度依赖农业产生的税收过活，包括征收实物税和货币税。但这是一种低增益能的资源，加大税收压力往往会导致资源退化。结果，要保障税收就需付出更大的努力，而这又进一步损害了税收的根基。这种恶性循环最终导致大国的崩溃。在很大程度上，这一机理可以很好地解释大多数甚至所有农业国家长期的发展脉络。
此外，新兴国家的农业基础越大，其在与他国斗争中所能利用的物质、能量和复杂性就越多，所以其胜算的把握就越大。这也正是罗马人能够战胜伊特鲁里亚人（Etruscans）、印加人能够战胜其多个对手的原因所在，简单说就是前者比后者的地盘更大、能够产出的更多。同理，国家的大小连同其工业基础的质量也可以部分解释后来类似争霸战争的结局。
比如，威廉·麦克尼尔在《欧洲史新论》（1974）一书中指出，欧洲西北部于公元1000年左右普及了铧式犁（moldboard plow），从而为城市诞生做好了准备，因为铧式犁使这一潮湿的亚热带地区也能实现播种和收获，从而极大地拓展了可供种植的区域。这一重要的太阳能收获支撑着中世纪城市的不断成长，包括由教区天主教堂开启的宏伟教堂的建设，以及武士精英建造的令人望而生畏的城堡。所有这一切都是由来自农民的赋税收入支付，因此，农民只好把土地开发推进到极限程度。主要由犹太人从事的长途贸易把来自地中海和中东——甚至印度和中国——的丝绸和宝石也带到了欧洲北部，此间的费用也是要农民的税收最终支付。2000年，英国世界史家鲍勃·莫尔对上述的“第一次欧洲革命”做了精彩描述。
城市环境不可避免地要产生大量的熵。依照北大西洋的现代标准，直到最近，城市一直是非常肮脏的地方。美国史学家刘易斯·芒福德（Lewis Mumford，1895—1990）在《历史上的城市》（The City in History）一书中对此曾有如下表述：[53]
数千年以来，居住在城市里的人不得不忍受着城市的各种缺陷，最突出的是相当恶劣的卫生条件，致使他们终日沉溺于垃圾和污物之中，虽然他们并不是没有能力清除掉。
美国垃圾学专家威廉·拉什杰（William Rathje，1945—2012）和美国作家卡伦·墨菲（Cullen Murphy，1952— ）对早期城市人处理熵的过程曾有过生动描述：[54]
考古学家布利根（C.W. Blegen）20世纪50年代曾挖掘过青铜时代的特洛伊古城，他发现这里建筑物的楼层内会周期性地散落动物的骨头及其他一些物件，其脏乱之至，“连最不容易呕吐的家庭都会感觉必须做点什么了”。不过，布利根发现，这里的人通常“不会去清扫这骇人的堆积物，而是弄来一层新土均匀地铺在地上，把有毒的垃圾物盖住。在许多建筑内都有类似明显的分层，就这样直到楼层的地面快够到房顶了，再去把屋顶加高并把大门再加改造”。当然，这些建筑物最终必须整个拆除，而拆除的方法是把原有建筑的四面泥砖墙往里一推，就算是新的泥砖建筑的地基了。随着时间的推移，中东数座古老的城市在周围平原上的映衬下兀然跃起，被称为“台形土墩”（tells），里面包含着数个世纪甚至数千年前的遗迹。
1973年，美国土木工程师查尔斯·冈纳森（Charles Gunnerson，1920—2005）通过计算得出结论说，如果现代生活在曼哈顿岛的纽约人把垃圾均匀地撒在岛上而不是扔到别处，那么其每个世纪的垃圾累积率刚好与古特洛伊持平。[55]不过，诚如本例所示，后来出现了垃圾处理体系，可以用颇为有效的方式处理污垢，包括污水处理系统及将人畜粪便以有机肥形式的再回收利用。处理人造熵虽可能是有利可图的事业，但直至今天，却很少或从未被人当作体面的职业。
相对较脏的城市环境为众多传染病的传播提供了颇为优越的条件，所以，城市人的寿命预期长期以来都不是很高。也正因此，长久以来，城市都是靠周围乡下人的迁入维持一定的人口数量的。[56]因为许多城市与周边地区都有较好的衔接，所以流行病一经流行就可以传播至很远的地方，常为当地居民带来无尽的痛苦。但随着时间的推移，幸存者抵抗疾病的能力大大增强，这是非随机消除机制在发挥作用，社会中的弱者在这一过程中全被淘汰了。作为同一过程的一部分，许多致病的微生物慢慢变得不那么致命，从而演化成了儿童易染的疾病。相反，在新世界，几乎没有什么家养动物且城市的数量相对较少，交换的网络既少又不那么密集。结果，古代的美洲人没有发展出对上述传染病的免疫力，所以当欧亚大陆与美洲大陆最终建立起联系之时，许多美洲原住民死于欧亚大陆微生物的传染。
随着时间的推移，人们学会了更有效地利用水能和风能，后者往往是借助风力发电机。德·坎普认为：[57]
人类学会了利用水能和风能，就可以在更狭小的空间获得更强大的能量，也就有能力轻松完成此前非常困难或根本不可能完成的事业。
与此同时，海员们学会了如何利用风向和水循环的能量，所以在海洋上航行的距离也就更远。
在某些地区，包括英国和中国，煤炭的开采变得异常重要；而在中亚，出于各种各样的目的，石油也被开采出来。荷兰科学家弗兰克·尼尔将这一进展称为“碳文化能量体系”（carbo-cultural energy regime）的开始。[58]不过直到工业革命以前，人们从自然环境中提取物质和能量并用之于生产的方式虽有很多，但其实变化都很小。
国有大小，但兴衰起落却属历史常态，有所发明自然为发明的掌控者带来权势和利益。[59]但要长久地垄断新发明的技术却是不可能的，结果，最终权势和利益还是均平化了。竞争是人类创造新式复杂实体的驱动力。火炮的发明正好可以说明这一点。假如某国军队装备了不同类型的火炮且变得异常强大，那么其他国家要么也采用这种新技术，要么就面临必然的失败。火炮技术当然是集中能量以达到毁灭对方为目的的。
