注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

丁浩的博客

用真诚用耐心搬运无尽的琐碎

 
 
 

日志

 
 

能源环境的变化  

2016-01-27 00:56:46|  分类: 西窗杂说 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |
    只要稍加观察,就会发现,历史是按照熵的定律发展的。历史学家把公元四世纪到十九世纪的西欧划分成两个不同的时代:中世纪和工业时代。文艺复兴通常被看成是这两个时代之间的过渡。十三世纪至十六世纪,则是西欧历史上的一个重大的熵的分界线。木材,作为人们日常生活的基础能源,在这一时期出现了短缺现象,人口的增长进一步加剧了木材的匮乏。人们开始寻找出路,终于以煤代替了木材。从以木材为主的能源环境到以煤为主的能源环境的转变,深刻地改变了整个西欧的生活方式。从木材到煤的能源环境是中世纪灭亡、工业革命出现的主要因素。
     今天的欧洲对每一块空间的有效利用,都给参观者留下了深刻的印象。很难想象公元四世纪的时候,这块大陆还只是从阿尔卑斯山到喀尔巴阡山脉之间的一片广袤的密林。一只雄鹰在森林上空飞了三天三夜,也没有看到一块空地。
     到公元九世纪,十字型耕犁已被引入欧洲大陆许多地区。由于它特别适合耕种河谷地区的肥沃土地,因而导致了大片低地森林的毁灭,因为人口不断增长,使得越来越多的森林被开发成为耕地。
     在北欧的一些土壤肥沃地区,人口的增长不断加快,这就迫使收成也必须相应地增长。三熟循环制取代了传统的两熟制。两熟制可以让一半耕地休闲,以期恢复土壤的肥力;而三熟循环制却只让三分之一的土地休闲。这种近期内增加收成的做法,加快了土壤肥力的消耗,也加快了熵的聚集过程。
     十字型耕犁、三熟循环制以及马匹的使用,大幅度地提高了土地的生产能力,并激励人们去开发更大面积的土地。公元十二世纪前后,农产品的剩余导致了人口的急剧增长。人口的增长反过来又迫使人们过度开发已有的耕地,并且毁灭了更多的森林。在熵的重要分界线到来之前,那种恶性循环已经开始。技术的进一步完善,不但加剧了能量流通和人口的数量,也加快了熵的聚集过程。到了十四世纪中叶,熵的分界线终于到来。人口的增长超过了能源基础所能承受的程度。土壤侵蚀和木材短缺严重地威胁着西欧和北欧人民的生活。
     林地的不断开发,大大减少了有用木材的贮备。但是,真正导致木材恐慌的,却是高度发达的商业活动。十七世纪初叶,英国木材危机已经十分严重。人们用来解决木材危机的办法是煤炭。亨利二世时代,有一年冬天,英国纽卡斯尔城的木柴告罄,有人活活冻死。于是国王恩准百姓改用煤作为能源。
     当年,在课堂上,老师为我们讲授历史的时候,曾把煤取代木材看成是革命和飞跃,看成是进步势力的巨大胜利。可是当时的人们却不是这样认为的,煤在当时受到鄙视,是劣等能源。煤很脏,带来了大量污染。
     煤比木材更难开采、更难加工,因此把它转化到有用状态要耗费更多的能量。这一点也可以在热力学第二定律的作用中找到答案。世界上的有效能源不断被消耗掉,而最先消耗的总是最容易得到的能源。后一个能源环境所依赖的能源总要比前一个能源环境的主要能源更难获得。煤的开采和加工比树木的砍伐更困难。而石油的开采和加工还要困难,分裂原子以获得核能就更麻烦了。
     我们一贯理所当然地认为,历史进程的飞跃是由于某一个人找到了更有效的方法。其实,这些所谓的有效方法实际上只是为了适应更为贫瘠、严酷、更加难于利用的能源环境而找到的不同出路而已。
     关于工业革命,老师是这样告诉我们的,说是有一天,有个名叫瓦特的年轻人在烧开水的时候突然发明了他称之为蒸汽机的那种装置。从来就没有人告诉我们,早在公元前三世纪希腊人希洛就已经设计了一台蒸汽机。只是因为希腊人有的是奴隶,廉价劳动力充足,根本不需要使用蒸汽机干活,因此希洛发明的蒸汽机成了宫廷玩具。我这样说是想表明,重大的技术变革,是由能源环境的变化所引起的。
     现代蒸汽机最初是用来开采煤矿的。当煤矿挖到一定深度时,就会遇到地下水,于是人们必须考虑排水的问题。所有这些问题都需要依靠技术手段来解决,于是蒸汽机应运而生。有了蒸汽机还不行,还要有水泵。于是,有个叫托马斯·萨弗里的人在1698年获得了第一台蒸汽水泵的专利权。
     蒸汽水泵的发明刚刚解决了采煤问题,马上又出现了一个同样棘手的问题,如何将煤运送到分布在全国各地的市场上去。为此,人们发明了蒸汽机车和火车路轨来解决运输危机。蒸汽水泵和蒸汽机车同时为接踵而来的工业时代奠定基础。
     与木器时代的斧子、马匹和车辆相比,蒸汽水泵与蒸汽机车的耗能技术要复杂得多,然而当时的能源环境也要严酷得多。在整个历史发展过程中,科学技术的重大变化总是呈现出能量消耗越来越大的趋势。每一次重大的环境变化都趋向于采用更加稀少的能源。
     每一种新的能源环境的产生,不仅意味着所需工作量的增加,而且每一种新技术又往往被看成是旧技术的替代。这一点不难理解。但有时候人们需要等到新的方法完全站住脚跟之后才会渐渐明白。不妨以罐头作为例子,尽管罐头这一类加工食品曾在很长一段时间内被誉为更优越的食品,但要是今天人们能够在加工食品与新鲜食品之间作选择的话,很少有人会挑选加工食品。
  评论这张
 
阅读(2355)| 评论(0)
推荐 转载

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017