工业革命同样也是利用能源,只不过这里指的是机械能。在18世纪中期工业革命开始之前,水能、风能和牲畜的肌肉能量是人们所能使用的主要能源。制造水能和风能的机械规律地分布在古希腊、古罗马和中国。
水磨和风车为磨坊研磨面粉提供动力;它们为锯木厂带来动力,将树木切割成造船业所需的木板;它们为带纺锤的纺织厂带来动力,生产布匹;它们还通过带动给火炉生火的风箱,为轧钢厂提供动力。
图10–1
注:水磨是一种固定的能源,是工业革命之前主要的动力来源。
所以一点儿也不奇怪,早期的工业在名字里都有“mill”(磨坊/工厂)这个词在里面。可我们没听说过“car mills”或者“shoe mills”,要推动这些新兴工业的发展,我们需要新能源。
让机械自由移动 第一部稳定的蒸汽机的出现拉开了18世纪工业革命的序幕,蒸汽机可以神奇地将一种形式的能源(由燃烧的煤或木头产生的热能)转化为另一种形式的能源(机械能)。以前,如果想要获得机械能,人们就必须从某种已经在移动的东西上获取,比如水、风或者马匹。
尽管18世纪出现了蒸汽动力,但水、风和肌肉仍然是机械能的主要来源,用来帮助生产和耕种。蒸汽动力并没有取代风力和水力,相反,它带来了崭新的理念,即机械能是可以被传输和转移的。(www.xing528.com)
有了蒸汽动力,生产机构不用靠着河流或者位于风口的山顶也能获得动力。它可以在任何地方产生机械能。它所需要的不过是一个烧水的锅炉,由加压蒸汽所推动的活塞组,以及足够的杠杆和齿轮让快速运动的活塞完成机械任务。
往来于水路的轮船随身携带着动力;蒸汽火车跨洲运输着过去难以想象的沉重的货物;蒸汽推土机挖通了连接墨西哥湾和太平洋的运河;而蒸汽泵帮助煤矿排水,生产出更多这种高能量物质,并使用它驱动更多的蒸汽发动机。
水磨之于工业革命就像大型电脑之于信息革命,两者虽然都强大且重要,但是无法移动。相反,蒸汽发动机就像是工业革命时代的小型电脑。有史以来第一次,人们拥有了可以移动的机械能,就像小型电脑带给我们可以移动的计算能力一样。
让机械能轻便可携带 石油是又一个推动工业革命向前发展的重要进步,它带来了汽油机和柴油机。这些新的能源装置就像信息革命时代的个人电脑,它们把动力的移动便携提至全新的水平,并催生一系列新应用,例如汽车、卡车、摩托车和链锯。这些应用多和个人生活相关。20世纪初的工业家可能认为汽油发动机的理念很可笑。它们规格太小,在大规模水力和蒸汽动力驱动的工厂里完全不能发挥作用。但是,新兴的小型科技通常并不需要替代大型的旧有科技。相反,它们带来出乎意料的新应用,和过去大家所能想象的任何东西都截然不同。
当第一批个人电脑出现时,一定也曾被大型电脑和微型电脑嘲笑过,它们觉得个人电脑就像玩具一样。
将机械能带到任何角落 电力是工业革命时代的引爆点,它让机器存在于现代社会的各个角落,满足所有机械能的需要,从工业生产中大规模不能移动的生产设施和由电网驱动的住宅,到由发电机驱动的可移动设备,再到诸如汽车电池这样的便携设备,以及最终到锂离子电池驱动的移动设备,电力驱动的机器简直无所不在。
电力已经成为工业革命时代通用的能源平台,它让机械能无处不在。我们仍然需要石油、天然气、水能、风能和核能,但是我们往往只是在后台使用这些燃料,即生产电力。同样,大型电脑、微型电脑和个人电脑还将继续存在于信息革命时代,但它们主要的角色是幕后的“服务器”,为移动电脑提供信息动力。移动电脑应用将会成为信息革命时代通用的计算机信息处理技术平台,而且会成为普及软件应用的引爆点。
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