2022-07-07 对能量视角的初步探索与思考（八）

第二阶段：前工业社会的原动力

前工业社会的原动力主要是指畜力、风力、水力等自然动力的利用。

从能量的角度来看，流动的水和空气都能做功，具有机械能。大自然中的流动的水和拂过的风是取之不尽用之不竭的天然能源，并且人类进入农业社会之后，就开始利用水能和风能来满足人类对能源的需求。

人类利用水能的历史相当的悠久，而我们中国也是世界上最早利用水能的国家之一。早在1900多年前，智慧的中国古代人民就发明了木制的水轮，让流水冲击水轮转动，从而将流动的水的机械能转化成水轮的动能，进一步带动其他的装置，完成汲水、磨粉、碾谷、灌溉、排涝等等工作。我国宋代的科学家宋应星的著作《天工开物》中，就详细地记载了古代人民对水能的利用。

风能利用较之于水能利用时间更早。在蒸汽机发明之前，风能曾经作为重要的动力，用于船舶航行、农田灌溉、排水磨面等。最早的利用方式是“风帆行舟”，埃及被认为是可能是最早利用风能的国家，几千年之前，古埃及人的风帆船就在尼罗河上航行。我国也是最早使用帆船和风车的国家之一，唐代的诗仙李白诗云：“乘风破浪会有时，直挂云帆济沧海”，可见唐代时风帆船广泛地应用于江河航行。至于风帆船最辉煌的时期则要数中国的明代，明朝时三宝太监郑和七下西洋，远扬国威，成熟的风帆船制造技术功不可没。明朝以后，风车在中国得到了广泛的利用，宋应星的《天工开物》一书中记载有：“扬郡以风帆数扇，俟风转车，风息则止”，这就是对风车比较完整的一个描述。16世纪的时候，荷兰人利用风车排水，与海争地，在低洼的海滩地上发展，逐渐成为一个经济相当发达的国家。当今的荷兰人将风车视为国宝，而在北欧国家保留的那些荷兰式的风车已成为了人类利用风能的历史见证。

在蒸汽机出现之前，水力机械和风力机械都是重要的动力机械，其后随着煤、石油、天然气的大规模开采和廉价电力的获得，曾经被广泛使用的风力、水力机械，由于成本高、效率低、使用不方便等原因，逐渐失去主流地位。但是，水能、风能作为大自然中取之不尽、储量充沛的可持续能源以及其环保属性，在一度被冷落之后却又焕发了新的生机，这是后话了。

在农业社会，人类可以利用的最强大动力不过是水力：西方的水力磨坊，中国的水力灌溉等，水力的最大问题在于对自然环境的依赖太严重，泛用性差，用途也较为有限。

除了极不方便的水力，较先进的农业文明都大规模采用畜力，畜力虽然泛用性好，但本质上还是一种把太阳能缓慢积累成生物能（植物），再由植物转移给动物，通过动物的体力释放的能量，不仅饲养和训练动物本身要消耗额外的人类劳动，动物的体力也一样是有上限的，这使得除了交通，军事上的应用，畜力仍无法解决大量人口被迫从事农牧业劳动和人类要想进一步发展就必须从农业人口中节省出大量人口从事其它产业的矛盾。随着农业时代发展，带来生产力极大丰富，青铜时代和铁器时代发展起来；人类的矛盾，从人和动物的矛盾，变成了人和人的矛盾。这也为新的能量关系产生埋下了种子。