从远古到当代,人类总是在尽可能地利用大自然赋予的所有能源,使自己的生活更加舒适而愉悦。在现代社会,石油、天然气、煤炭、电力等都是人们耳熟能详的能源。你可曾想到,在久远的年代,人们最早使用的能源是什么?
毫无疑问,人类利用最早的能源就是火!中国古人类学家们发现,在距今大约50万年前的北京周口店猿人洞内,就有厚厚的用火灰烬层。可以想象,我们的祖先们在那遮风避雨的山洞里歇息,品尝着自己的猎物,放在火上烤,香味扑鼻……熟食会大大促进人类祖先大脑的发育的。
古人类用火可以上溯到很久很久以前
火,改变了人类命运
关于人类使用火的伊始主要有两种说法:第一种是下雨天打雷,雷击中树木产生了火。这种可能性虽然不是没有,但是却比较低。原因是一般打雷时通常下雨,即使产生火也很可能被雨水浇灭。第二种是火山爆发产生了火,这种可能性是存在的,但是火山爆发往往会摧毁一大片森林且造成比较严重的危害,对古猿的生存环境有着较大的影响。问题是并不是所有古猿生活的环境都有火山,但是世界各地古猿却在不同的时刻最终都学会了使用火,这就很难解释世界各地猿类都会使用火的问题。所以,这两种说法都不是很科学。笔者认为很可能使猿类生存环境中某些植物残体或树叶长期积攒,阳光带来的能量到达一定程度时达到了这些残积物的可燃点,最终以直接照射的方式点燃了这些物质,于是人类可利用的“火”便产生了。
北京周口店猿人遗址处的古人类用火证据—厚厚的灰烬层
火产生以后对周围环境的可燃物进行了大范围的焚烧,起初古猿对火也是心存恐惧,但是等火退却以后发现有些植物或其果实、种子经过燃烧后变得可口,一些未燃尽的动物遗体,可食用部分变得可口,而很多动物则是对火抱有恐惧心理。几次大火过后,古猿开始接受火。先是通过增添可燃物的方式保存火种,后来在偶然间发现一些物品的碰撞、摩擦也能产生火,于是便有了用石块碰撞生火,钻木取火的方式。至此,古猿终于学会了使用火。据北京猿人留下的遗址和遗物考证,他们的时代已学会了用火。
火的使用,无论是对人类进化还是社会发展都有着重要意义。首先,是可以进行自我保护和照明,增加了其在地面时间。古猿在地上直立行走后,还是过着白天下地晚上在树上栖息的生活习惯。有了火以后,晚上就可以尽可能地减少野兽的袭击,并且可以通过照明住进山洞。这极大地改善了古猿的生存环境,提高了其存活率,使其种族存在提供了基础。其次,由于火的使用直接增加了古猿在地上的生活时间改变了其在树上栖息的习惯,使其能更长时间的在地上直立行走,这就极大地促进了古猿向人类方向的进化。再次,由于火的使用,古猿发现经过火烧烤过的食物更加美味,这个看似不经意的使用直接改变了人类的命运。经过烧烤过的食物更容易被吸收消化,并且对脑的发育有着极大的促进作用,结果使得猿人的智力大幅度上升。
由于火的使用而导致以上三点有利结果的出现,极大地促进了猿人制造工具的潜能,工具的发明使猿人在与野兽和大自然的长期斗争中逐渐处于上风。
风,大规模发电早有渊源
下一个古老的能源就是风。据说,是风吹动了地上的落叶引发了人们利用风的念头。人类利用风能的历史可以追溯到公元前。我国是世界上最早利用风能的国家之一。公元前数世纪我国人民就利用风力提水、灌溉、磨面、舂米,用风帆推动船舶前进。埃及尼罗河上的风帆船、中国的木帆船,都有两三千年的历史记载。唐代有“乘风破浪会有时,直挂云帆济沧海”诗句,可见那时风帆船已广泛用于江河航运。到了宋代更是我国应用风车的全盛时代,当时流行的垂直轴风车,一直沿用至今。
在国外,公元前2世纪,古波斯人就利用垂直轴风车碾米。10世纪伊斯兰人用风车提水,11世纪风车在中东已获得广泛的应用。13世纪风车传至欧洲,14世纪已成为欧洲不可缺少的原动机。在荷兰风车先用于莱茵河三角洲湖地和低湿地的汲水,其风车的功率可达50马力,以后又用于榨油和锯木。到了十八世纪二十年代,在北美洲风力机被用来灌溉田地和驱动发电机发电。从1920年起,人门开始研究利用风力机作大规模发电。1931年,在苏联的Crimean Balaclava建造了一座100千瓦容量的风力发电机,这是最早商业化的风力发电机。
今古“风车”大全
据考证,人类使用帆船的历史可以上溯到公元3000年前。风能的利用由此而诞生,世界上最早的风车是公元前2000年由波斯人制造的。在当今社会,风车的身影也没有完全绝迹,虽然有些是供旅游人观赏的。
水,人类赖以生存生命之源
继风之后,当然就是水啦!
水是我们赖以生存的生命之源,这也使得水成为原始初民最崇拜和惧怕的对象。从诺亚乘坐方舟无奈出逃到大禹治水人定胜天的改造利用,古人已经从奔腾的江河中发现了流水的秘密。水还是能量的载体。人类从江河湖海的水面映照出自己的智慧,不断探寻水的动能、势能和压力能等能量资源。
古人对水力的应用
风车最近的表亲就是水车,水车的利用也可以上溯到远古时期。它们是水利利用的最初阶段。水车使用目的与风车相同。水坝历史也非常久远,最早的水坝是由埃及法老美尼斯(Menes,埃及统一后第一代国王)于公元前2900年建造的。古埃及人用水坝蓄水耕作并为牲畜供水。这些古老的能量资源现如今依然被人们使用着,应用技术已极大提高。其他类型的能源已进入现代能源的行列。是的,在现代,似乎这些能源都已显得过于古老。
煤,引发两次重要工业革命
首先而且最重要的是,引发19世纪两次重要工业革命的能源都是源于木材的——煤炭。煤炭,虽然人类早已认识,我国在2000多年前的春秋战国时期,就已经将煤炭作为燃料使用,但是由于在生产力水平低下的时期,人类对于煤炭的开采获取能力十分有限,对于深埋低下的煤炭束手无策。直到1860年,在英国开始了人类历史的工业革命,后来以瓦特发明了改良的蒸汽机,从而大幅提升了人类的生产力水平,使能源结构发生第一次革命性变化从生物质能转向了矿物能源。
古人的煤炭利用
到了20世纪,石油和天然气成为主要能源。由于人类社会不断发展,对于能源的需求量不断扩大,所以能够成为能源时代代表的能源,首先这种能源资源的总量和能够利用的量要足够大,其次能源利用效率要比较高,这样来看风能、核能、太阳能、潮汐能、地热能这些新能源目前来看只能作为能源结构的补充角色,而非主角。
可以说,人类的发展史就是一部人类能源的利用历史。“化石燃料”与人类文明史长期相伴对我们来说,重要的在于学会如何找到未来的、可替代的能源。我们必须学会保护并珍惜能源。