人类开发运用动力的前史进程与启示
阅读:154次 更新时间:2022-09-19
动力的开发和运用既是人类文明史的重要内容之一,也是人与天然产生互动联络的一个首要方面。人类根究运用新动力及开发新的动力运用技术的脚步从未中止过。前史上曾阅历屡次严峻动力改造,每一次新动力的开发运用和技术打破,都极大地促进了出产力的跋涉和文明的跋涉。近代以来,动力的重要性日积月累,那些动力丰厚及动力技术立异抢先的国家和区域,其经济增加速度往往更快。今天,动力更是关乎各国民生与可持续翻开甚至国家安全的严峻战略问题。
人类前史上榜初度含义严峻的动力跋涉,是对火的控制和运用。大约五十万年前,直立人就现已学会了用火。关于史前人类而言,火的效果不可小视。火使人类走出了茹毛饮血的时代,增强了体质,跋涉了智力,人口数量随之增加,活动规划不断扩展。晚至距今一万年曾经,除了南极以外,地球上悉数大陆都有了人类的脚印。通过用火来获取有机物中累积的太阳能,使人类初度分配了一种天然力,这是人类文明史上的一个巨大跋涉。
从生态环境的角度来看,人类前史上第2次严峻动力跋涉是距今万年前后农业的产生。通过培养作物与驯养家畜,人类更有用地把太阳能转化为食物、热量和动力。农业文明时代的燃料是薪柴,动力有人力、畜力、风力和水力等。距今约六千年前,乌克兰大草原上的人们将马驯化为驮兽,来拉运货车和战车,用以骑乘。公元1000年左右在波斯出现了风车,此外在我国沿海及荷兰等多风区域,也常常能看到风车。1650年的荷兰,在需求抽水的村庄,至少矗立着8000座风车。水车源自中亚和东亚,从欧亚大陆到北非,在大河溪水之畔,常常能看到水车。
化石动力的开发和运用是人类前史上第三次影响深远的动力跋涉。化石动力是一种储存了太阳能的生物质,经由漫长的地质时代构成。迄今为人类开发运用的化石动力有泥炭、煤炭、石油和天然气等。泥炭是一种初级化石动力,这种动力在多沼地的荷兰储量丰厚。荷兰是第一个选用泥炭为首要燃料和动力的国家,由此翻开了人类运用化石动力的时代。英国本乡藏有丰厚的煤炭资源,且有很长的煤炭运用史。在此基础上,18世纪的英国产生了近代史上最重要的动力技术改造,即高效运用煤炭的蒸汽机的创造和运用。这一改造使英国打破了捆绑经济翻开的动力瓶颈,完毕经济腾飞并树立了世界头号强国方位。源于英国的化石动力技术改造翻开了近代世界工业文明的前史大幕,极大地促进了工业化国家出产力的翻开和经济增加。
不过,以煤炭为燃料的蒸汽机巨大粗笨,燃煤还会造成严峻的空气污染。由煤炭制成的煤气储存与运输成本高,而且有爆破风险。被发现的石油是一种比煤炭能量更高且更简略储存和运送的化石燃料。起先人们对石油的需求不大,直到19世纪中叶,当人们了解到无法再依托鲸脂照明时,才初步对石油产生了更大的需求。简直一同,从石油中蒸馏火油的技术取得打破,由此掀起了第一轮石油开发热。
19世纪末,以石油为燃料的内燃机被创造出来。此后不久,功率更高的柴油机和涡轮机先后问世。19世纪末20世纪初,跟着内燃机的创造、运用和改善,轿车和飞机被制作出来并运用于出产和日子中。一个多世纪以来,发动了轿车、货车与拖拉机的内燃机,能够说是地球上最有影响力的创造之一。整个20世纪,人类严峻依托石油,使石油成为选择世界事务、影响世界前史变迁的首要要素之一。
晚近得到开发运用的化石燃料是天然气。天然气是贮藏于地层中的烃类和非烃类气体混合物。现代含义上的天然气开发运用始于20世纪20时代的美国,初步首要作为照明、取温暖炊煮的燃料。在美国,二战后特别是20世纪70时代以来,跟着运送管道网络制作的翻开,天然气在居民日子和工业中得到广泛运用。1965年往后,天然气在西欧一些国家也得到较快翻开。现在,天然气在许多国家都成为一种不可或缺的动力,特别是在民用日子领域。
19世纪中叶,对更为便利灵活的动力和交通运输条件以及更满意照明的需求促进了人类前史上新的一次严峻动力跋涉的产生——电力的创造和运用。到19世纪末,西方社会敏捷进入了电气化时代。电力被人类学家视为现代文明的重要标志和标志。电力引起许多国家,包括十月改造成功后的苏俄的高度注重。1920年,列宁在全俄国民大会上讲道:“共产主义是苏维埃力气加上整个国家的电气化。”内战后苏联制作了许多发电厂。美国也制作了越来越多用来发电的水坝,这些水坝及其产生的电力在美国研制原子弹时发挥了重要效果。
20世纪特别是20世纪下半叶,人类在动力开发运用的旅程上又取得了严峻打破,通过控制原子核的改动——核裂变和核聚变来获取巨大的能量。20世纪三四十时代,纳粹德国和美国等都进行了核裂变实验。通过施行曼哈顿工程,美国取得成功并于二战完毕前在日本广岛和长崎投下两颗原子弹。二战后人类希望平缓运用核能。20世纪50时代,苏联、英国和美国先后制效果于发电的核反应堆。这往后,世界大部分工业化国家缤纷制作自己的核反应堆用来发电。可是,频发的核事故消解了人们对核电的热心,翻开核电也遭受了越来越大的阻力。
比较化石动力与核裂变,受控核聚变因其能产生巨大能量而备受等候。核聚变产生的放射性物质不多,也不会产生二氧化碳及其他污染物。未来氢聚变是一种志向的选择,但技术打破仍然是一个极大的应战。
回想人类对动力开发运用的前史,能够得出以下几点启示。首要,人类开发运用的动力类型一向在拓宽,动力开发运用技术也在不断跋涉。这种拓宽和跋涉的动力源于既有动力结构对人类生计和翻开的捆绑。从根柢上说,是人类对更有功率的出产和更便利日子的寻求供应了原动力。其次,动力结构的演进有前史的阶段性。动力的转型往往是一种缓慢的、长期的进程,一个新动力时代的到来并不意味着原有动力运用方法的消失。再次,在前史翻开的进程中,动力的丰厚与动力类型的转化当然重要,但更重要的是动力技术的立异及动力新用处的发现。在许多状况下,并非因取得丰厚的动力,而是动力技术立异造就了不同国家和区域翻开的差异。最终,跟着经济社会的翻开和人口的增加,人类对动力的需求也一向在增加,不断增加的需求与动力稀缺构成了一对敌视,由此也成为引发各种社会抵触的一大本源。
现在,在动力问题上人类仍然面对许多应战:首要是对煤炭、石油和天然气等化石动力的过度依托。现在尚无其他满意丰厚廉价的动力代替化石燃料,由此也导致化石动力短少与巨大的动力需求的敌视。其次,化石燃料是导致空气污染和气候改动的二氧化碳等有害气体的首要来历,这将使对流层温度升高,南北极冰盖消融和海平面上升,进一步损坏全球生态平衡,引发一系列环境问题。
根据化石动力短少及其环境影响,推进完毕动力转型和代替显得十分急切。迄今,动力多样化现已成为一种实践选择和趋势,比方太阳能、波涛和潮汐及地热等,都已成为人类运用的新动力。不过,这些动力在现有动力运用结构中仅占很小比重,而且还存在着不少捆绑。其他,开掘现有动力潜力的技术立异也是处理动力短少的一条重要途径。关于个人来说,应增强动力节约知道,转化消费观念,建议极简日子方法,削减动力耗费和浪费,为制作生态文明作出贡献。