2022-07-12 对能量视角的初步探索与思考(十三)

能量与文明

1能源利用的三个转折

太阳能是古代唯一利用的能源,太阳能的利用不会产生污染。人类对木材、风力、畜力、水力、化石燃料、核能等的利用促进了人类文明的发展。

在能源的利用历史上,其划时代的革命性转折有三个。第一个转折是煤炭取代了木材成为了人类社会中的主要能源。第二次转折中,石油取代了煤炭而占据了人类能源的主导地位。第三个转折是目前正在发生的向多能源结构的过渡,而现在这个转折正在进行中。

2能量如何推动文明进步

史前时代,人类的直系祖先过着简单的采集生活,这个时候能量主要来自于火,烹饪食物、取暖、确保安全、加工材料等等,原动力主要是人力,平均功率大约100W。

直到大约一万年前,一小部分族群才开始尝试驯化植物和动物,当种植、养殖逐渐成为比采集、捕猎更为可靠的生活来源时,人类进入传统农业时代,前期主要依靠人力,后来用牛、马等畜力部分替代人力完成各种各样的田间劳作,这个阶段的原动力提升到役畜的300-400W。

到了工业社会,蒸汽机出现了,最初的蒸汽机功率还比不上水车,公元一千纪结束时,卧式水车的最大功率已经达到了约5000W,但蒸汽机很快迎头赶上,在1800年前后达到100kW功率。

随着化石燃料、电力与其他可再生能源的发现、发明与应用,到了1960年以后,世界已经完全是蒸汽轮机的天下了,其功率已经可以稳定在10亿W,动力功率的大幅度提升,极大地推动了工业化的进程。

除了生产和生活所用的能量,还有更多能量消耗在了其他的途径。

比如在前工业时代,每个高级文明都修建了许多宏伟巨大的墓葬、宗教建筑,古埃及的金字塔、古印度的佛塔、中国古代的皇陵、伊拉姆的古城等等。

建设这些建筑需要投入巨大而持续的能量流动,包括但不限于长期的规划、杰出的组织、大规模的劳力、有效的监督以及令人钦佩的技术。

这些建筑体现了人类对于永恒、完美和超越的普遍追求,同时也是杰出璀璨的历史文明遗迹。

现代社会有了更多与生产、生活无关的活动在消耗大量的能量,它们构成了人类文明的一个部分。

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